| 研究概要 |
III族窒化物半導体は,紫外および青色発光デバイスとして活発な研究が行われており,現在では,室温連続発振が実現されるに至っている。しかし,実際のデバイスのさらなる高性能化および設計においては,高品質結晶の作製とその基礎物性評価が必要である.本研究では,レーザーの実用化を目指し,MOCVD法および昇華法を用いた窒化物混晶半導体の成長およびその表面・界面物性,結晶成長機構の評価を目的とした.
MOCVD法によりサファイア基板上にGaNおよびGaN/InGaN/GaN(DH)を作製し,TEM観察およびX線回折測定を行った.その結果,GaN膜においては,その膜厚増加とともにモザイク構造が顕著になること,また,DH構造においては,InGaNの膜厚増加とともにInGaNおよび表面GaNのモザイク構造が顕著になることを示した.
GaN/InGaN/GaN(DH)構造において,InGaN層の膜厚の異なったものについて,カソードルミネッセンス測定および,エネルギ分散X線分光(EDX)測定を行った.その結果,InGaN活性層におけるIn組成に揺らぎがあること,その揺らぎの発生原因として,下地GaN層のらせん転位からの核生成機構が大きな影響を与えることを示した.また,昇華法により成長したバルク基板上に作製されたDH構造においては,Inの組成揺らぎはヘテロエピタキシャル膜に比べ少ないことを明らかにした.
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