1997 Fiscal Year Annual Research Report
交互供給MBE法を用いたSi基板上へのInGaN結晶成長に関する研究
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07650363
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| Research Institution | FUKUI UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
橋本 明弘 福井大学, 工学部・電子工学科, 助教授 (10251985)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大久保 貢 福井大学, 工学部・電子工学科, 教務職員 (80260561)
山本 あき勇 福井大学, 工学部・電子工学科, 教授 (90210517)
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| Keywords | 交互供給MBE法 / III族窒化物半導体 / 窒化インジウムガリウム / シリコン / 格子不整合ヘテロエピタキシ- |
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| Research Abstract |
Si基板上へのIII族窒化物半導体結晶成長は、格子不整合ヘテロ結晶成長の基礎研究の観点からも、また、種々の電子デバイスや光デバイスへの応用の観点からも重要な研究課題である。本研究は、Si基板上へのIII族窒化物半導体結晶成長における成長初期段階での基板の窒化現象に関して、Si以外の基板の場合も含めて、その形成過程の解明と制御法の確立を目的として進められたものである。
本研究では、まず、Si基板上へのGaN成長初期段階において交互供給MBE法が基板の窒化を抑制する上で有効であることを明らかにした。次に、基板の窒化現象の詳細な過程を明らかにするために、GaAs基板の窒化過程についてジメチルヒドラジン(DMHy)を用いて調べた結果、基板表面から数千オングストロームにわたってAsとNとの置換によりGaAsからGaNへと転換できること、GaAsの窒化過程では窒化層の結晶構造を決定する上でAsの役割が重要であり、その結果として基板面方位によって異なる結晶構造の窒化層が得られることなどを見い出した。さらに、GaAs/InGaAs量子井戸構造や多孔質GaAs構造を窒化処理することにより高In濃度のGaN/InGaN量子井戸構造や縦型GaN柱状微細構造の作製が可能であることを明らかにした。これらの結果より、成長後の加工が難しいとされるIII族窒化物半導体の微細構造の作製に、加工を施したAs系III-V化合物半導体の窒化処理が有効な方法となりえる可能性を示すことができた。また、交互供給法以外に、これまでかなり研究が進んでいるSi基板上成長したGaAs層を窒化し中間窒化層として用いることによりSi基板上へのIII族窒化物半導体の成長が可能であることを示した。
以上、本研究成果は、Si基板上へのIII族窒化物半導体成長技術の発展に寄与するものであることを確信する。
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[Publications] A.Hashimoto: "Initial growth stage of GaN on Si substrate by alternating sourcesupply" Journal of Crystal Growith. 175/176. 129-133 (1997)
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[Publications] A.Hashimoto: "Formation of GaN Nano-iolumn Stiucture by Nitridation suing DMHy" Material Science Foram. 264-268. 1129-1132 (1998)
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[Publications] A.Hashimoto: "Nitridation of InxGarxAs by DNHy" Journal of Crystal Growth. (1998)
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[Publications] A.Hashimoto: "Nitridation of GaAs(III) by DMHy with As_4 Moleculon Blem" Journal of Crystal Growth. (1998)
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[Publications] A.Yamamoto: "Heteroep Maxial growth of InN on Si(III) using a GaAs internediate layer" Solid-State Electronics. 41. 149-154 (1997)
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[Publications] A.Yamamoto: "A comparative study of OMVPE-grown InN heteneepitaxial layers on GaAs" Journal of Crystal Growth. 174. 641-646 (1997)
