| 研究課題/領域番号 |
09555097
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
山本 あき男 (山本 あき勇) 福井大学, 工学部, 教授 (90210517)
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| 研究分担者 |
高岡 英俊 NTT?AT, 材料開発&分析センター, 担当課長
橋本 明弘 福井大学, 工学部, 助教授 (10251985)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
1999年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1998年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1997年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
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| キーワード | 窒化物半導体 / バルク結晶 / CaAs / InAs / 窒化 / 合成溶質拡散(SSD)法 / アンモニア / 金属ガリウム / GaAs / GaN / 閃亜鉛鉱構造 / ウルツ鉱構造 / SSD法 / GaAs基板 |
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| 研究概要 |
GaN,InNなどの窒化物半導体のバルク結晶の作製を目的として、アンモニア気流中でのGaAs,InAs,GaP,InPなどのバルク結晶の窒化過程を比較検討した。また、新たな結晶成長法として、金属Gaとアンモニアを用いた合成溶質拡散(SSD)法によるGaNの結晶成長についても検討した。
1.III族ヒ素化物,リン化物の窒化過程:X線光電子分光を中心とした検討によって、GaAsの窒化によってGaNとAsN_xが、InAsの窒化によって金属InとAsN_xが形成され、一方、GaPの場合はGaNとPN_xが、InPの場合は金属InとPN_xとが形成されることを明らかにした。AsN_xはその熱的不安定性のために550℃以上では存在できないのに対し、PN_xは900℃でも安定に存在する。これらの結果から、窒化による窒化物半導体の形成にはGaAsが最も適しているといえる。
2.GaAsウエハの窒化処理によるGaNの形成:AsN_xの熱的不安定性のために比較的容易にGaAsをGaNに変換することが可能である。しかしながら、この方法によるバルクGaN結晶の作製においては、1)GaAs(100)結晶を用いた場合、閃亜鉛鉱構造GaN結晶へのウルツ鉱構造GaNの混在を抑制できないこと、2)GaAs(111)結晶を用いた場合はほぼ単相のウルツ鉱構造GaNが形成できるが、GaNは薄片状結晶の集合体になる、という問題が存在し、現状ではエピタキシャル成長用基板として使用できるGaN結晶を得ることは困難である。
3.合成溶質拡散(SSD)法によるGaN結晶の作製:約1000℃の金属Gaにアンモニアを供給することにより、3時間の処理で0.2mm角程度のウルツ鉱構造GaN結晶が成長することを見い出した。しかしながら、この過程でかなりの量の水分の発生がみられるなど、GaN結晶サイズの増大のためには、反応過程を含めた詳細な検討が必要である。
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