2003 Fiscal Year Annual Research Report
InN、GaNおよびその混晶によるヘテロ構造の作製とHFETへの応用に関する研究
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13450131
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
名西 やす之 立命館大学, 理工学部, 教授 (40268157)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒木 努 立命館大学, 理工学部, 講師 (20312126)
今井 茂 立命館大学, 理工学部, 教授 (40223309)
高倉 秀行 立命館大学, 理工学部, 教授 (30112022)
播磨 弘 京都工芸繊維大学, 電子情報工学科, 教授 (00107351)
鈴木 彰 総合理工学研究機構, 教授 (10111931)
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| Keywords | InN / RF-MBE / 貫通転位 / バンドギャツプ / 極性 / Si基板 / AlNバッファ |
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| Research Abstract |
1.InN結晶に対し、X線回折法、TEM、ラマン散乱分光、EXAFSなどを用いて詳細に構造評価を行い、六方晶ウルツ構造を有する単結晶InNが形成されていることを明確にした。特に、X線回折法、TEMを用いた評価から、InN結晶はc軸方向に対する方位分布(チルト)は小さく優れているものの、c面内における方位分布(ツイスト)は非常に大きく、その結果10^<10>/cm^2オーダーの貫通転位が存在していることを明らかにした。また様々な成長条件で作製されたInN結晶のPL測定(PbS検出器)結果から、結晶の高品質化に伴い、PLピーク位置は低エネルギー側へとシフトし、InNのバンドギャップが0.7eV付近にあることを支持する結果が得られた。
2.窒化物系半導体を用いたHFET作製において重要となるInN結晶の極性制御に対し、有極性基板であるSiC基板、フリースタンディングGaN基板上にInN結晶成長を行い、その有効性について検討を行った。その結果、In極性とN極性をそれぞれ持って成長する場合に、Nの取込効率が異なるという成長モデルを構築し、それに基づく各基板上での極制御結晶成長条件の最適化を行った。
3.前年度、窒化処理により実現したSi(111)基板上InN成長において、窒化処理によって界面に生じるSiNの形成を抑制するため、AlNバッファ層を導入することにより、世界で初めて表面再構成パターンを観察するなど、さらなる結晶高品質化に成功した。またSi(100)基板上へのc軸配向したInN結晶の作成にも成功した。これらのSi基板上InN結晶を用いて、光起電力特性についても検討を行った。
4.InNおよびInGaN、InAlNといった混晶によるヘテロ構造を用いたHFETの特性予測をデバイスシミュレーションシステムを用いて開始し、材料物性、構造パラメーターとデバイス特性との相関について検討を進めた。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Y.Nanishi, Y.Saito, T.Yamaguchi: "RF-Molecular Beam Epitaxy Growth and Properties of InN and Related Alloys"Jpn.J.Appl.Phys.. 42(Invited). 2549-2559 (2003)
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[Publications] Y.Nanishi, Y.Saito, T.Yamaguchi, T.Araki, A.Suzuki他3名: "MBE-Growth, Characterization and Properties of InN and InGaN"phys.stat.sol.(a). 200. 202-208 (2003)
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[Publications] 名西〓之, 荒木努, 宮嶋孝夫: "InNおよびInGaNの結晶成長と構造および特性の評価"応用物理. 72. 565-571 (2003)
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[Publications] T.Araki, K.Mizuo, T.Yamaguchi, Y.Saito, Y.Nanishi: "TEM Characterization of InN films grown by RF-MBE"phys.stat.sol.(c). 0. 2798-2801 (2003)
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[Publications] F.Matsuda, Y.Saito, T.Araki, Y.Nanishi他4名: "Influence of substrate polarity on growth of InN films by RF-MBE"phys.stat.sol.(c). 0. 2810-2813 (2003)
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[Publications] T.Yamaguchi, Y.Saito, T.Araki, A.Suzuki, Y.Nanishi他2名: "Effect of AIN buffer layer on the growth of InN epitaxial film on Si substrate"phys.stat.sol.(b). 240. 429-432 (2003)
