2008 Fiscal Year Annual Research Report
表面構造制御法開発による準安定立方晶III族窒化物半導体の創製と物性制御
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20360011
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
大鉢 忠 Doshisha University, 理工学部, 教授 (40066270)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寒川 義裕 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (90327320)
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| Keywords | 窒化シリコン / III族窒化物 / ヘテロエピタキシャル成長 / AlN / 界面反応エピタキシャル法 |
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| Research Abstract |
シリコン基板上へのIII族窒化物ヘテロエピタキシャルには窒素原子のみの照射となるように高輝度HB放電モードの間接照射となるよう照射制御をし、β-Si_3N_4を形成してAlN用のテンプレートとする方式を採用する。研究代表者大鉢は基板となるシリコン表面の原子レベルでの平坦化をはかる目的で、犠牲酸化膜作り、及び原料成分である窒素原子照射でシリコン基板表面を窒化し、良好なテンプレートとなるβ-Si_3N_4単結晶薄膜の作製条件を調べた。β-Si_3N_4とAlNの格子定数差も少なく、Al数原子層照射後の界面固相反応エピタキシャル法でAlNを作製することに成功した。さらに、低輝度LB放電と高輝度HB放電モードの切換により励起窒素分子N_2*の利用をした活性度変調AM-MEE法によりSi(111)基板へ六方晶h-AlN成長を行うIII族窒化物半導体成長法の確立のための準備を行った。かつh-AlNの成長に際しては電子デバイスに有利とされるAl極性のh-AlN(0001)成長が可能となり、過剰なAL照射によりN極性に変わる事も判明した。さらに、その上に成長させるGaNもGa極性にでき。極性制御が可能であることを示した。結晶の評価はPANAlytical社の薄膜X線回折装置を用いて、回折ピークの半値巾、高分解逆格子マッピング計測を設備として購入した新次元半導体検出器PIXCELを利用して計測時間を数十分の一に短縮して実験の効率化をはかった。
この表面構造制御研究に関して共同研究者寒川と協調を進めるにあたり、窒素極性とGa極性での表面構造安定性の理論解析を進める目的で、年度の後半であったが泊まり込みの研究会を同志社大学でキックオフ会議を開催し、2年度へ向けた計画を検討した。
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