1998 Fiscal Year Annual Research Report
GaAsを種結晶として用いたバルクGaN単結晶基板の作製
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09555002
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
長谷川 文夫 筑波大学, 物質工学系, 教授 (70143170)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
碓井 彰 NEC光, 超高周波デバイス研究所, 担当部長
末益 崇 筑波大学, 物質工学系, 講師 (40282339)
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| Keywords | GaN / ハライド気相成長 / バルクGaN / ナイトライド / 青色レーザ・ダイオード / HVPE / 六方晶GaN / GaAs基板 |
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| Research Abstract |
平成10年度、既に企業によりInGaN/GaN系レーザ・ダイオードのサンプル出荷が始まった。残っている問題は、1.バルクGaN基板がない、2.劈開面が得られない、ことである。本研究の目的は、これらの問題を解決することである。これらの課題は立方晶バルクGaN基板が得られれば解決すると言うことで、初年度(平成9年度)はハライドVPE法によるGaAs基板上への立方晶GaNの厚膜成長について検討したが、系レーザ・ダイオードのサンプル出荷が始まったので、2年度目(平成10年度)は途中より、研究テーマをGaAs(111)基板上への六方晶GaNの厚膜成長に切り替えた。
サファイア基板上では選択成長法などの導入により、既に結晶性の良い六方晶GaNの厚膜が得られつつある。しかしながら、サファイアは非常に固く、容易には研磨、エッチングが出来ないため、free standing GaN基板を得ることは容易ではない。一方GaAsはGaNがエッチングされない王水によって容易に除去することが出来る。しかし逆にGaAsは柔らか過ぎてGaNを成長できる高温に耐えられないと言う欠点がある。
GaAs(111)B基板上へのGaNの成長について検討した結果、GaAs(001)基板上に比べて、GaAs(111)B基板上へはGaN単結晶を成長させることが難しいことが判った。これと異なりAlNはGaAs(001)基板上よりもむしろGaAs(111)B基板上で六方晶GaN単結晶が得られた。これは六方晶AlNが六方晶GaNより、より安定であるためと考えられる。
きれいな六方晶GaNの成長には基板温度1000℃が必要である。Buffer層の成長温度を550℃にし、3段階の成長をすることにより、GaAs基板上にも1000℃で成長出来ることが判った。更に、1000℃で成長した場合には、成長条件によって厚くて平坦な六方晶GaNが成長できる事が判った。
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Research Products
(4 results)
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[Publications] Kenji Sunaba: "Influence of As Autodoping and Oxygen contamination on the Growth and Photoluminescence Properties of Halide VPE Thick Cubic GaN" Proceeding of 2nd International Symposium on Blue Laser and Light Emitting Diodes, Chiba, Japan. 125-128 (1998)
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[Publications] S.Yonemura: "Estimation of Hexagonal GaN included in Nominally Cubic GaN by ω scan XRD method:Comparison with the Pole Figure Method for GaN Layers Grown with Different Growth Methods and Conditions." Proceeding of 2nd International Symposium on Blue Laser and Light Emitting Diodes, Chiba, Japan. 331-334 (1998)
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[Publications] S.Yonemura: "Comparison between Monomethyl-hydrazine and ECR Plasma Activated Nitrogen as a Nitrogen Source for CBE Growth of GaN" Jornal of Crystal Growth. 188. 81-85 (1998)
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[Publications] Harutoshi Tsuchiya: "Influence of As Autodoping from GaAs Substrates on Thick Cubic GaN Growth by Halide Vapor Phase Epitaxy" Japanese Journal of Applied Physics. 37. L568-L570 (1998)
