| 研究課題/領域番号 |
14102010
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
表面界面物性
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
櫻井 利夫 (桜井 利夫) 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20143539)
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| 研究分担者 |
藤川 安仁 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (70312642)
サドウスキー J・T (SADOWSKI J. T / サドウスキー J. T. / J・T サドウスキー) 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (40333885)
高村 由起子 (山田 由起子 / 高村 由起子(山田 由起子) / 高村 由紀子 / 山田 由紀子) 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90344720)
長尾 忠昭 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノマテリアル研究所, 主幹研究員 (40267456)
呉 克揮 東北大学, 金属材料研究所, 中核的研究機関研究員
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
122,720千円 (直接経費: 94,400千円、間接経費: 28,320千円)
2005年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2004年度: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2003年度: 27,040千円 (直接経費: 20,800千円、間接経費: 6,240千円)
2002年度: 68,770千円 (直接経費: 52,900千円、間接経費: 15,870千円)
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| キーワード | 走査プローブ顕微鏡 / ワイドギャップ半導体 / 分子線エピタキシー / 窒化ガリウム / 超薄膜 / III-V族半導体 / 分子線エピタキシー(MBE) / 走査トンネル顕微鏡(STM) / 高速電子線回折(RHEED) / 表面再構成 / 薄膜 / ワイドバンドギャップ / ハロゲンエッチング / III-V族化合物半導体 / MBE / 結晶成長 / STM / 金属コンタクト / GaN / 超高真空 / 原子レベル / AFM |
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| 研究概要 |
本研究では、GaN系ヘテロエピタキシーを原子レベルで解析して理解を深め、新たなデバイス材料創製に向けた基礎的知見・指導原理を得る事を目的とした。
1.UHVMBE-SPMの構築
III族窒化物のMBE成長表面構造の原子レベル評価・制御を完全に行うため、既有装置の問題点であったAsを排除し、絶縁性膜観察をも視野に入れた新たなUHVMBE-STM/AFM装置を構築した。
2.Si(111)上へのGaN成長とその極性の成長条件依存性
Si(111)上へのGaN直接成長でのGa/Nフラックス比の役割解明を試みた結果、成長初期にN-rich条件で核生成を行った後、二次元成長が可能なGa-rich条件に切り替える事でN極性膜が成長可能な事を見出した。
3.金属-GaNコンタクトの作製
GaN(0001)上に金属を蒸着して現れる金属-Ga合金相の構造をSTMで調べた結果、Auではc(2x12)構造が出現し、Agでは平坦な超薄膜が観察された。Ag超薄膜は室温で不安定な事から、良質なオーミックコンタクト形成の可能性は小さい事が示唆された。
4.GaNのハロゲンエッチング
ClをGaN(0001)に供給し、加熱前後の表面をSTM観察してエッチング素過程を調べた結果、Ga終端面ではbilayer-by-bilayerで進行し、加熱温度が低い場合にはステップ端、高い場合にはテラスのエッチングが観察され、それぞれ原子構造に由来する素過程が提案された。
5.ZrB_2薄膜を介したGaNのSi(111)上への成長
近年ZrB_2がSi(111)上にGaN薄膜を成長する際のバッファ層として注目されつつあり、このZrB_2薄膜の構造及びその上のGaN薄膜成長過程をSTM、AFM観察によって調べた。その結果、広い条件下でN極性膜が成長可能な事が判明し、それが界面でのZr-N原子間結合安定性に由来する事を示した。
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