マイクロ波励起リモ-トプラズマを用いた混晶半導体の低温成長

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02205059
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 吉田 明 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (20023145)
• Keywords: 窒化物半導体 / 混晶半導体 / マイクロ波励起プラズマCVD / リモ-トプラズマCVD / 真空紫外反射スペクトル / オプトエレクトロニクス材料

Research Abstract

短波長可視光領域におけるバンドギャップ制御可能なオプトエレクトロニクス材料として、窒化物混晶半導体材料が注目され,橙色から青色発光素子や高効率太陽電池材料への応用が期待されている。しかし,窒化インジウム単結晶成長は非常に困難であり,殆んど報告がない。我々はマイクロ波励起リモ-トプラズマを用いた有機金属成長法を提案することにより,サファイア基板上の単結晶薄膜成長に成功した。以後世界各地で各種の方法により単結晶薄膜成長が発表され,活発に研究されているが,未だその基礎物性は明らかではない。本研究では,プラズマ発光スペクトル,マイクロ波パワ-依存性,基板温度依存性などを明らにし,学会誌に公表してきた。またESCAによる組成分析,RHEEDによる構造解析を進めるとともに、可視紫外領域における吸収反射スペクトル測定,ラマン測定を行ない,多くの知見を得て各種学会に報告した。さらに真空紫外光の反射スペクトル測定からクラマ-スクロニッヒ解析によりバンド構造の検討を行なった。またマイクロ硬度測定および各種エッチング液によるエッチング表面観察を試みている。
次に原料のトリメチルインジュウムにトリメチルアルミニウムを加えることによりInAlN混晶の作製に成功した。可視紫外光吸収測定からバンドギャップを決定し,混晶比によりバンドギャップの制御可能であることが実証された。現在,この混晶薄膜成長の最適条件を明らかにするとともに、組成比を正確に決定し,その基礎物性を解明している。これらの新しい窒化物混晶半導体の結晶性を改善することにより,新しいオプトエレクトロニクス材料への応用を試みる。

Research Products

• [Publications] A.Wakahara: "Epitaxial growth of Indium Nitride" Journal of Crystal Growth. 99. 385-389 (1990)
• [Publications] A.Wakahara: "Epitaxial layers of Indium Nitride by microwaveーexcited metalorganic vapor phase epitaxy" Vacuum. 41. 1071-1073 (1990)
• [Publications] A.Yoshida: "InN epitaxial films by microwaveーexcited metalorganic vapor phase epitaxy" 第7回気相成長・エピタキシ-国際会議. (1991)
• [Publications] 土谷 徹: "InN単結晶薄膜の作成と評価" 電子情報通信学会電子デバイス専門研究会. EDー90ー165. 69-74 (1991)
• [Publications] A.Yoshida: "Reflection spectra of InN Compound semiconductors" 東大物性研究所(INSーSOR)Activity Report.