| 1 序説 1 |
| 2 半導体の基礎物性とヘテロ接合 3 |
| 2.1 半導体の基礎物性 3 |
| 2.1.1 エネルギー帯 3 |
| 2.1.2 エネルギー帯と電気伝導 5 |
| 2.1.3 不純物ドーピングと電気伝導 7 |
| 2.1.4 エネルギー・波数図 10 |
| 2.1.5 キャリア移動度 14 |
| 2.2 III-V族化合物半導体 15 |
| 2.2.1 特徴 15 |
| 2.2.2 高電界下での電子速度 19 |
| 2.2.3 非定常状態での電子の振る舞い 20 |
| 2.3 III-V族混晶半導体 21 |
| 2.3.1 混晶半導体の一般的性質 21 |
| 2.3.2 各種混晶半導体 27 |
| 2.4 II-VI族化合物半導体 32 |
| 2.4.1 バンドギャップ,格子定数 32 |
| 2.4.2 結晶構造 32 |
| 2.4.3 p.n制御 34 |
| 2.4.4 各種II-VI族化合物半導体の性質 37 |
| 2.5 ヘテロ接合 41 |
| 2.5.1 ヘテロ接合のエネルギー準位図 41 |
| 2.5.2 ヘテロ接合の電流-電圧特性 44 |
| 2.5.3 少数キャリア閉じ込め効果 47 |
| 2.5.4 ヘテロ接合のバンド不連続 51 |
| 参考文献 56 |
| 3 半導体超格子の分類と電子状態 59 |
| 3.1 半導体超格子の分類 59 |
| 3.2 半導体超格子の電子状態 63 |
| 3.2.1 周期による分類 63 |
| 3.2.2 ポテンシャル障壁とトンネル効果 65 |
| 3.2.3 量子井戸内の電子状態 67 |
| 3.2.4 超格子とミニバンドの形成 73 |
| 3.2.5 単原子層超格子 77 |
| 3.2.6 任意ポテンシャル障壁における透過係数の解析 78 |
| 参考文献 80 |
| 4 薄膜積層技術 81 |
| 4.1 分子線エピタキシ法 81 |
| 4.1.1 原理 81 |
| 4.1.2 成長メカニズム 84 |
| 4.1.3 なぜMBE法か 85 |
| 4.1.4 不純物ドーピング 86 |
| 4.1.5 原子層エピタキシ法 89 |
| 4.1.6 MEE法 91 |
| 4.2 気相エピタキシャル成長法 93 |
| 4.2.1 気相成長法の分類 93 |
| 4.2.2 MOCVD法 95 |
| 4.2.3 クロライド法 99 |
| 4.2.4 原子層エピタキシ法 100 |
| 4.3 MOMBE法 102 |
| 4.3.1 MBE法とMOCVD法の比較 102 |
| 4.3.2 MOMBE法 104 |
| 4.4 光CVD法 108 |
| 4.4.1 光CVD法の分類 108 |
| 4.4.2 光CVD法の特徴 109 |
| 4.4.3 光CVD法の具体例 110 |
| 4.5 プラズマCVD法 112 |
| 参考文献 115 |
| 5 半導体超格子の観察と構造評価 118 |
| 5.1 光学的手法による観察 118 |
| 5.2 電子線を用いる手法 119 |
| 5.2.1 電子線と物質の相互作用 119 |
| 5.2.2 電子線回折 119 |
| 5.2.3 電子顕微鏡 124 |
| 5.3 X線による評価 125 |
| 5.4 後方散乱法 127 |
| 5.5 組成分析 128 |
| 参考文献 129 |
| 6 GaAlAs/GaAs超格子の基礎的性質 130 |
| 6.1 光学的特性 130 |
| 6.1.1 吸収係数 131 |
| 6.1.2 フォトルミネッセンスの基礎特性 132 |
| 6.2 電気的特性 135 |
| 6.2.1 シュブニコフ・ドハース効果 135 |
| 6.2.2 変調ドープ構造と移動度 137 |
| 6.2.3 超ドープ構造 139 |
| 6.3 フォトルミネッセンスによる界面評価 141 |
| 6.3.1 界面遷移層の評価 141 |
| 6.3.2 界面凹凸の評価 142 |
| 6.3.3 成長の中断による平滑化とPL特性 146 |
| 6.3.4 PL測定によるストレスの評価 149 |
| 6.4 超格子の無秩序化 149 |
| 参考文献 151 |
| 7 各種超格子の基礎的性質 153 |
| 7.1 ひずみ超格子 153 |
| 7.2 InAs/GaSb系超格子(タイプIII超格子) 158 |
| 7.3 nipi超格子 159 |
| 7.4 II-VI族化合物半導体ひずみ超格子 161 |
| 7.5 アモルファス系超格子 163 |
| 参考文献 166 |
| 8 デバイスへの応用 169 |
| 8.1 超高速電子デバイス 169 |
| 8.2 変調ドープトランジスタ 170 |
| 8.3 δドープトランジスタ 174 |
| 8.4 ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT) 175 |
| 8.5 ホットエレクトロントランジスタ 180 |
| 8.6 共鳴トンネルデバイス 182 |
| 8.6.1 共鳴トンネル効果 182 |
| 8.6.2 共鳴トンネルトランジスタ 184 |
| 8.7 半導体レーザ 187 |
| 8.8 アバランシェフォトダイオード 193 |
| 参考文献 197 |
| 9 半導体超格子の将来展望 199 |
| 9.1 超格子系の特質 200 |
| 9.2 材料面での展開 202 |
| 9.3 周期性の制御 203 |
| 9.4 次元の拡大 204 |
| 9.5 ヘテロ界面の制御 207 |
| 9.6 新機能性の探索 208 |
| 参考文献 210 |
| 索引 211 |
