2005 Fiscal Year Annual Research Report
加工シリコン基板上への窒化物半導体の選択再成長法によるナノヘテロ構造の創製
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16106001
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
澤木 宣彦 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70023330)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 雅史 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20273261)
田中 成泰 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 講師 (70217032)
本田 善央 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60362274)
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| Keywords | GaN / ナノヘテロ構造 / MOVPE / 不純物ドーピング / 面間拡散 / 光導波路 / シリコン基板 / 時間分解分光 |
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| Research Abstract |
本研究は、加工シリコン基板上へのMOVPE選択成長法により、複数のファセットで囲まれたGaN微細単結晶を自然形成原理に従って成長させ、物性制御された窒化物半導体ナノヘテロ構造を作製することを目的としている。
1.ナノファセット面上での窒化物系ヘテロ構造の均一性確保のために、InGaN混晶の成長条件を検討した。InとGaに関する化学種の拡散現象は、AlGaN混晶におけるAlとGaの拡散現象と類似で、Gaの面間拡散が結果を支配していることが明らかになった。また、減圧成長を行うことによって気相拡散の影響が格段に抑制され均一性が確保できることが分かった。
2.加工シリコン基板上への選択成長法によって(1-101)N面を有する窒化物結晶を作製し、N面への炭素ならびにマグネシウムのドーピングを試みた。電気的特性評価から両者ともp型不純物として働くことが分かった。光学的特性からは炭素が複数の浅いアクセプタ準位を形成することが見出され、炭素がコンプレックスを形成していることが示唆された。
3.GaとNとからなるファセット面上での実験を可能とするため、(311)Si基板上への選択成長を試み、(11-22)面を有するGaNの作製に成功した。この試料のCL像は結晶内の貫通転位が少ないことを示した。
4.(1-101)ストライプ上の量子構造としてInGaN/GaN及びGaN/AlGaN光導波路を作製し、この光学利得を評価したところ、バンド端近傍の広い範囲で正の値が得られた。さらに、時間分解分光法により得られたキャリアの寿命は200ps程度で、C面上の量子井戸試料より長いことが分かった。
5.Si基板へのKOH異方性エッチングを施して微細(111)ファセット面を作り、ここへの選択成長を試み、サブミクロンの大きさの均一なGaNストライプを作製することに成功した。
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Research Products
(6 results)
