2007 Fiscal Year Annual Research Report
高Al組成AlGaNのエピタキシャル成長と欠陥制御技術
| Project Area | Optoelectronics Frontier by Nitride Semiconductor -Ultimate Utilization of Nitride Semiconductor Material Potential- |
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| Project/Area Number |
18069006
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
平松 和政 Mie University, 大学院・工学研究科, 教授 (50165205)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三宅 秀人 三重大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70209881)
元垣内 敦司 三重大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00303751)
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| Keywords | 減圧MOVPE / a面GaN / a面AlGaN / 成長圧力 |
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| Research Abstract |
III族窒化物半導体を用いた光デバイスや電子デバイスの多くはc面サファイア基板上に作製されてきたが、c面サファイア上に成長した窒化物半導体では、圧縮応力と結晶の非対称性により分極電界が発生しデバイス性能に大きな影響を及ぼしてきた。これを解決するために、成長方向に分極電界を発生しない無極性のa面GaNが注目されている。本研究ではr面サファイア上にMOVPE法により高品質なa面GaN及びA1GaNを得ることを目的として、リアクタ圧力の変化による成長形態の違いを明らかにして、成長過程における結晶性と表面状態の変化を調べた。
a面GaNの成長において、成長温度を1020〜1100℃、リアクタ圧力を40〜500Torrにして結晶成長を行ったところ、成長結晶の形態は成長圧力に強く依存していることが明らかになった。成長圧力が40,80Torrの減圧下では、成長初期から2次元的に膜形成が行われているが、X線ロッキングカーブの半値幅は大きい。一方、500Torrでの成長では、成長初期は島状の成長が見られるが、成長時間と共に島状の結晶が合体し、平坦な膜となり、X線ロッキングカーブの半値幅は543arcsecになった。
一方、a面AIGaNの結晶成長においては、50Torr、1100℃で結晶成長を行ったところ、比較的良好な光学的特性を有する結晶を得ることができた。
以上の結果より減圧MOVPE法により、成長圧力を制御することで、良好なa面GaN及びAIGaNをr面サファイア上に得るための指針を得ることができた。
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