加工Si基板上(1-101)及び(11-22)GaNへのInGaNヘテロ成長

• Project/Area Number: 19032005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 本田 善央 Nagoya University, 大学院・工学研究科, 助教 (60362274)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 澤木 宣彦 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70023330)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥6,800,000 (Direct Cost: ¥6,800,000); Fiscal Year 2008: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2007: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
• Keywords: GaN / 選択成長 / 半極性・非極性 / Si基板 / MOVPE / InGaN / 半極性 / 無極性

Research Abstract

昨年度は低In組成領域のInGaNにおいて、(1-101)、(11-22)、(0001)各面でのIn取り込み効率の検討を行った。本年度はこれに加えて緑〜赤色程度までの高組成領域で検討を試みた。(1-101)面においては、Inの取り込み効率が高く、特に低V/III比の条件下で顕著な差がみられた。(0001)、(11-22)面では低In組成領域では同様なIn取り込み効率であった。そこで、Inの供給量を変化してPLピークよりIn取り込み効率を考察した。(11-22)面においては、In供給量に対応して発光ピークがレッドシフトしており、黄色領域の発光まで変化することが可能であった。一方(0001)面では、In供給量が70%程度を超えるあたりで、発光ピーク波長が飽和しており、温度による組成制御が必要であった。この結果から、(11-22)面では高温において高組成InのInGaN成長が可能であり、InGaN結晶品質の向上が期待される。さらに、PLの励起強度依存性を調べた結果、半極性面においてはピークシフトがほとんど見られず、発光強度も線形に変化していた。(0001)面ではQCSEにより励起強度を下げるに従って、レッドシフトと発光強度の著しい減少がみられた。このことから、半極性GaN上へのInGaN結晶を成長することで(1)高品質結晶を得られる可能性があること、(2)ピエゾ電界の影響を大幅に抑制可能であることが明らかとなった。