光MOCVD法によるZnse_xTe_1‐_x薄膜単結晶の成長と点欠陥の挙動

光学MOCVD法生长Znse_xTe_1-_x薄膜单晶及点缺陷行为

基本信息

批准号：
03205005
负责人：
一色実
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03205005/
关键词：
MOCVD成長 ZnSe_xTe_1ー_x混晶薄膜熱力学モデル成長機構成長速度

项目摘要

MOCVD法によりZnse_xTe_1ー_x薄結晶を成長させ、不純物及び固有欠陥状態の組成x依存性を調べることによりZnSe_xTe_1ー_xの伝導型制御に関する知見を得ることを最終目的としている。本年度は光照射無し、常圧のもとで上記混晶の成長に関する知見を得ることにした。原料にはDEZn,DESe,及びDETeを用い、水素ガスをキャリア-として供給した。(100)GaAs、(100)InP及び(100)InAs基板を用いた。VI/II比を1,2,5と変化させた時の成長膜中Teの組合(1ーx)とVI族原料中のDETeの割合DETe/(DeSE+DETe)の関係は上記3種類の基板とも同様の結果を示した。SeよりもTeの方が成長膜中に取り込まれ易いことが分かり、その程度はVI/II比と共に大きくなった。ZnSeの成長機構として、DEZnは熱分解によってZnとなり、DESeは1度水素化物を経由して基板上に付着し、その成長はH_2Seからの水素の脱離反応で律速されるというモデルが提案されている。ここでもSeは水素化物を経由して成長に関与するとし、KiskerとZawadzkiモデルをもとに膜組成とDETe/(DETe+DESe)との関係を計算で求めた。その時、Teの水素化物が不安定であると考えられるため、DETeからTeが生成し成長に寄与する場合と、TeもSeと同様に水素化物として成長に関与する場合について計算を行った。測定結果との対比から、現時点ではDETeの場合もH_2Teが生成し成長に関与していると考えられる。今後、キャリア-ガスとして不活性ガスを用いる等の実験から上記モデルの妥当性の検証を行う必要がある。3種類の基板を用いて成長速度の成長薄膜中Te濃度(1ーx)依存性を測定した。この依存性は温度あるいはVI/II比によって変わるが、各濃度における成長速度の基板依存性はほぼ一致した。その原因は今のところ明かではないが新しい結果として注目される。

最终目标是通过MOCVD生长ZnSe_xTe_1-_x薄晶体，并研究杂质和本征缺陷态对成分x的依赖性，从而获得控制ZnSe_xTe_1-_x导电类型的知识。今年，我们决定获得有关上述混合晶体在常压、无光照射下生长的知识。 DEZn、DESe、DETe作为原料，供给氢气作为载体。使用(100)GaAs、(100)InP和(100)InAs衬底。当VI/II比变为1、2、5时，生长膜中的Te组合(1-x)与VI族原料中的DETe比DETe/(DeSE+DETe)之间的关系为如下：两种基材都获得了类似的结果。研究发现，Te 比 Se 更容易结合到生长的薄膜中，并且这种程度随着 VI/II 比的增加而增加。对于ZnSe的生长机理，提出了DEZn通过热分解变成Zn，DESe通过氢化物附着在基底上，其生长受到H_2Se中氢的脱附反应的限制。再次，假设 Se 通过氢化物参与生长，我们根据 Kisker 和 Zawadzki 模型计算了薄膜成分与 DETe/(DETe+DESe) 之间的关系。此时，由于Te的氢化物被认为是不稳定的，因此对由DETe生成Te并有助于生长的情况、以及Te也像Se一样作为氢化物参与生长的情况进行了计算。从与测量结果的比较来看，目前认为H_2Te的生成也参与了DETe的生长。未来需要通过使用惰性气体作为载气等实验来验证上述模型的有效性。使用三种类型的基底测量了生长速率对生长薄膜中Te浓度(1-x)的依赖性。尽管该依赖性随温度或VI/II比而变化，但各浓度下生长速率对基板的依赖性几乎相同。虽然目前原因尚不清楚，但作为一个新的结果正在引起人们的关注。