InAlGaN混晶の相分離現象の解明と格子整合系窒化物量子構造実現の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650013
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 若原 昭浩 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (00230912)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 明 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (20023145)
• Keywords: 窒化物混晶半導体 / 有機金属気相成長法 / 組成不均一構造

Research Abstract

InAlGaN窒化物半導体混晶の相分離現象の解明とその制御を目指して、GaNエピタキシャル成長基板上にGaNに格子整合するIn組成付近のInAlN混晶および、InAlGaN混晶を成長させ、成長条件を変化させてその組成の揺らぎをX線回折により、バンドギャップの組成依存性を光透過・吸収測定および光伝導度測定により調べた。この結果、以下のことが明らかとなった。
1)GaNと比較的格子不整合度の小さなInAlNでは、その成長条件により吸収端が大きく変動する。
2)XRD測定からは、In組成の増大に伴い組成揺らぎが増大する。格子不整合するIn組成(x=0.17)では、比較的結晶性が良好で組成の均一性が高い。
3)InAlN混晶の光伝導度測定を用いて測定した禁制帯幅は、In組成が0.1〜0.23の範囲では、GaNより大きく、GaNより小さいとする従来の報告例と大きく異なることが分かった。
4)カソードルミネッセンス測定より、本研究で作製したInAN混晶層は、大きく分けて2つの組成をもつ領域が存在していることが分かった。