2000 Fiscal Year Annual Research Report

窒化物半導体の選択成長法による金属埋込みと結晶欠陷の低減

Research Project

Project/Area Number	11450012
Research Institution	Mie University
Principal Investigator	平松和政三重大学, 工学部, 教授 (50165205)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	元垣内敦司三重大学, 工学部, 助手 (00303751) 三宅秀人三重大学, 工学部, 助教授 (70209881)
Keywords	窒化ガリウム / 窒化アルミニウム / 選択成長 / タングステン / 窒化タングステン / ショットキー電極 / 金属埋込み構造 / 橋脚構造
Research Abstract	本年度は,高融点金属のタングステンをマスクに用いてGaNの選択横方向成長(ELO)を行い,そのプロセスの最適化を目指して,以下の実験を行った。 (1)表面反応の検討とその制御タングステン(W)は、500℃以上で水素によるGaNの分解を促進する触媒作用を有していた。このWの触媒作用による分解は,Wをアンモニア雰囲気中で熱処理してWを窒化すると,抑制されることがわかった。X線光電子分光法(XPS)による分析の結果,窒化温度750℃以上の場合,約40nmのW膜はほぼ一様に窒化され,WN_xが形成されていた。GaN結晶上に数10nm程度AlGaNを成長行った結晶を選択成長用基板として用いた場合,1000-1100℃の成長温度においても,触媒作用による分解はほとんど認められなかった。 (2)横方向成長促進による転位の低減とその機構の検討 Wの触媒作用によるGaNの分解を利用した橋脚構造を目指して,触媒・分解作用の制御を試みた。Wの製膜温度の低下と薄膜化,およびELOで窒素と水素を混合したキャリアガスの使用,成長温度の最適化により,Wマスクにピン・ホールが発生し,マスク下のGaNを分解した橋脚構造が作製できた。 Al_<0.1>Ga_<0.9>N/GaN/サファイアを下地結晶に,窓とマスクが共に2μmのストライプパターンのWマスクを用いたELOでは,窒化プロセスを行い,WN_x埋込む多層膜を得た。AFM(原子間力顕微鏡)観察の結果,ステップに乱れはほとんど認められず,転位密度が非常に低いことが示唆された。X線ロックングカーブ測定においても,(0004)回折のFWHMが200arcsec台の前半で,結晶のc軸揺らぎが小さいことがわかった。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] H.Miyake et al.: "Fabrication of GaN with Buried Tungsten (W) Structures Using Epitaxial Lateral Overgrowth (ELO) via LP-MOVPE"Materials Research Society Symposium Proceedings. 595. W2-3 (2000)
[Publications] M.Haino et al.: "Buried Tungsten Metal Structure Fabricated by Epitaxial-Lateral Overgrown GaN via Low-Pressure Metalorganic Vapor Phase Epitaxy"Japanese Journal of Applied Physics. 39. L449-L452 (2000)
[Publications] K.Hiramatsu et al.: "Fabrication and Characterization of Low Defect Density GaN Using Facet Controlled Epitaxial Lateral Overgrowth (FACELO)"Journal of Crystal Growth. 221. 316-326 (2000)
[Publications] K.Hiramatsu et al.: "Crystalline and Optical Properties of ELO GaN by HVPE Using Tungsten Mask"IEICE Transactions on Electronics. E83-C. 620-626 (2000)
[Publications] K.Hiramatsu et al.: "Epitaxial Lateral Overgrowth of GaN using Tungsten Nitride (WN_x)Mask via MOVPE and Electrical Properties of WN_x/GaN Contacts"Proceedings of IWN 2000, IPAP Conf.. Series1. 288-291 (2000)
[Publications] K.Hiramatsu et al.: "Fabrication and characterization of high quality buried tungsten metal structure by epitaxial-lateral-overgrown GaN via low-pressure metalorganic vapor phase epitaxy "Proceedings of the Fifth Symposium on Atomic-scale Surface and Interface Dynamics. (印刷中).

2000 Fiscal Year Annual Research Report

窒化物半導体の選択成長法による金属埋込みと結晶欠陷の低減

Principal Investigator

平松 和政 三重大学, 工学部, 教授 (50165205)

Research Products

[Publications] H.Miyake et al.: "Fabrication of GaN with Buried Tungsten (W) Structures Using Epitaxial Lateral Overgrowth (ELO) via LP-MOVPE"Materials Research Society Symposium Proceedings. 595. W2-3 (2000)

[Publications] M.Haino et al.: "Buried Tungsten Metal Structure Fabricated by Epitaxial-Lateral Overgrown GaN via Low-Pressure Metalorganic Vapor Phase Epitaxy"Japanese Journal of Applied Physics. 39. L449-L452 (2000)

[Publications] K.Hiramatsu et al.: "Fabrication and Characterization of Low Defect Density GaN Using Facet Controlled Epitaxial Lateral Overgrowth (FACELO)"Journal of Crystal Growth. 221. 316-326 (2000)

[Publications] K.Hiramatsu et al.: "Crystalline and Optical Properties of ELO GaN by HVPE Using Tungsten Mask"IEICE Transactions on Electronics. E83-C. 620-626 (2000)

[Publications] K.Hiramatsu et al.: "Epitaxial Lateral Overgrowth of GaN using Tungsten Nitride (WN_x)Mask via MOVPE and Electrical Properties of WN_x/GaN Contacts"Proceedings of IWN 2000, IPAP Conf.. Series1. 288-291 (2000)

[Publications] K.Hiramatsu et al.: "Fabrication and characterization of high quality buried tungsten metal structure by epitaxial-lateral-overgrown GaN via low-pressure metalorganic vapor phase epitaxy "Proceedings of the Fifth Symposium on Atomic-scale Surface and Interface Dynamics. (印刷中).

平松和政三重大学, 工学部, 教授 (50165205)