半導体材料·デバイスの最新の進展 2．分子線エピタキシャル成長とデバイス応用

摘要

VPE法では気相と固相の化学平衡からのずれを用いるため，気相原料の供給量を増すことで大きく化学平衡からずらすことができ，成長の大きな駆動力が得られる．MBE法においては，原子や分子の状態の原料を一気に固相状態にするため，極めて大きく化学平衡からずらすことができ，成長の最大駆動力が得られる．こうしたことから，LPE法は平衡からの成長，VPE法やMBE 法は非平衡からの成長としばしば言われる．このため，VPE法やMBE法は，平衡状態図上では安定な固相が存在しない「ミシビリティギャップ領域」の結晶を成長することが可能という非常に大きな利点を有する．この中でMBE法は，VPE法では成長に必要な雰囲気ガスによる影響のために困難な成長表面のその場観察ができ，結晶を成長して得るだけではなく結晶の成長機構の解明にも威力を発揮する．よって，MBE法は比較的よく基礎研究に用いられてきた．以下では，MBE成長法の更なる特徴と，その特徴を活かして取り組まれている半導体デバイス開発について解説する．