| 研究概要 |
マイクロ波励起による窒素プラズマを用いた有機金属気相成長法を提案することにより、InN単結晶薄膜が得られることを報告して以来、InN および InAIN 単結晶薄膜作製実験を試みるとともに、それらの基礎物性を解明してきた。基板温度、マイクロ波パワー、原料ガス流量比等を変化させ、単結晶成長条件を明らかにし、RHEED,XRD,EPMA,XPS,AES,X線ロッキングカーブ等の構造評価解析を行ってきた。また、キャリア濃度や移動度等の電気的特性を測定し、可視紫外光透過吸収反射特性やラマン効果、赤外反射特性などの光学的測定を行った。以下に、本研究で得られた成果について述べる。(1)真空および窒素雰囲気中で試料を加熱処理し、表面状態および組成変化を明らかにした。(2)微小硬度を初めて測定し基礎データを得た。(3)ポストアニールによる変化をRHEEDにより調べ、サファイア基板と成長膜のエピタキシャル成長軸方向の関係を解明するとともに、X線ロッキングカーブの半値幅測定から結晶性が大幅に改善することを見出した。(4)光学測定から、バンドギャップの温度依存性を求め、極低温から室温に至る変化を調べ、窒化物半導体(InN,AIN,GaN)は、温度依存性が小さいことを初めて明らかにした。窒化物を含めたIII-Vを化合物半導体では、V族元素の原子量とともに、温度依存性が大きくなるなど、構成元素の組み合せとの間に、顕著な規則性を明らかにした。(5)InAIN 混晶単結晶薄膜は、今まで報告されていなかったが、我々は、A1組成14%以下において単結晶薄膜成長に成功し、電気的光学的特性を明らかにするとともに、混晶組成制御を可能とした。(6)サファイア基板に代わり、GaAs,GaP基板上への成長を試み、単結晶薄膜を得た。成長直前の窒素プラズマ照射が有効であることを明らかにし、成長初期の窒化過程を考察した。以上の結果は、すべて公表されている。
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