2002 Fiscal Year Annual Research Report
選択成長法によるシリコン基板上への集積形窒化物半導体デバイスの作製に関する研究
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13305023
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
澤木 宣彦 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70023330)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 成泰 名古屋大学, 理工科学研究センター, 講師 (70217032)
山口 雅史 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (20273261)
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| Keywords | GaN / 選択成長 / 三族窒化物 / シリコン基板 / 量子ドット / 量子細線 / 緩衝層 / 異種基板 |
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| Research Abstract |
1.本研究は、シリコン基板上への窒化物半導体の結晶成長に関する。シリコン基板上へのMOVPE選択成長法により窒化物六角錘台構造およびストライプ構造の作製を行い、この高品質化のための緩衝層の作製条件を最適化した。さらに、この結果得られた微結晶上にAlGaN混晶薄膜を成長させヘテロ構造ならびに多重量子井戸構造を作製し、試料の電子的、光学的特性を、ホトルミネッセンス法、カソードルミネッセンス法により評価した。特に、多重量子井戸構造は、反射電子像を解析し膜厚の評価を行い光学スペクトルとの対応関係を明らかにした。
2.シリコン基板と窒化物結晶とヘテロ接合における電子帯構造を明らかにするために光電流スペクトルを測定した。スペクトルはバイアス電圧の関数であった。スペクトルを評価し、ヘテロ界面には0.5eV程度の障壁電位があることが分かった。また、ヘテロ界面の電流・電圧特性から、窒化物結晶の成分であるAlがシリコン表面に拡散により侵入していることを明らかにした。
3.(001)傾斜シリコン基板上に異方性エッチングによって作製し(111)面上への選択成長により(1-101)面を有する窒化物結晶を成長させる方法とここにヘテロ接合を作製する方法を提案した。方法ではクラックの導入が少なく、表界面が平坦であることが分かった。また、試料表面には転位が到達しにくいことが分かつた。
4.選択MOVPE法によって窒化物結晶を成長したSi基板上にHVPE法による窒化物結晶の厚膜成長を試み、20ミクロン程度の厚膜の成長が得られることを見出した。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Y.Honda: "Growth of GaN crystal free from cracks on a (111) Si substrate by selective MOVPE"Appl.Phys.Lett.. 80-2. 222-224 (2002)
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[Publications] X.F.Chen: "Enhancement in the quality of GaN crystal grown on a thermal-treated silicon substrate"J.Crystal Growth. 240. 34-38 (2002)
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[Publications] S.Tanaka: "TEM study of the microstructure in selective-area-grown GaN and an AlGaN/GaN heterostructure on a 7-degree off-oriented (001) Si substrate"Jpn.J.Appl.Phys.. 41-7. L846-L848 (2002)
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[Publications] T.Kato: "Fabrication of GaN/AlGaN heterostructures on a (111)silicon substrate by selective MOVPE"J.Crystal Growth. 237. 1099-1103 (2002)
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[Publications] Y.Honda: "Growth of (1101) GaN on a 7 degree off oriented (001)Si substrate by selective MOVPE"J.Crystal Growth. 242. 82-86 (2002)
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[Publications] T.Kato: "Fabrication of GaN/AlGaN MQW on (1101) facet of wurtzite GaN grown on a (111)Si substrate by selective MOVPE"Institute of Physics Conf.Ser.. 170. 789-794 (2002)
