有機金属気相成長法によるワイドギャップ化合物半導体の原子層エピタキシ-の研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01460071
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 尾鍋 研太郎 東京大学, 工学部, 助教授 (50204227)
• 研究分担者: 近藤 高志 東京大学, 工学部, 助手 (60205557) ; 深津 晋 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (60199164) ; 白木 靖寛 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (00206286) ; 伊藤 良一 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40133102)
• キーワード: 有機金属気相成長法 / ワイドギャップ化合物半導体 / 原子層エピタキシ- / 窒化ガリウム / 青色発光半導体レ-ザ / 結晶構造交換 / 可視光発光材料

研究概要

本年度においては、現有装置によるワイドギャップ化合物半導体の結晶成長と評価、窒化物材料成長のための装置改造、および結晶構造変換ヘテロエピタキシ-に関する理論検討を進めた。
1.現有の有機金属相成長装置を利用し、ガリウム砒素上へのガリウム砒素燐の超薄膜および量子井戸の成長実験を行った。これにより格子不整合の大きな系における臨界膜厚、結晶歪みによる混晶組成の変化、および格子不整合の緩和機構について明らかにした。
2.現有の有機金属相成長装置に対し窒化物系原料ガス配管の増設などの改造を加え、窒化ガリウムおよび窒化物混晶超薄膜の成長を行った。とくにサファイア基板上への窒化ガリウムの成長条件および低濃度組成域におけるガリウム砒素窒素混晶の成長条件を確立した。
3.電子論的考察に基づいて、結晶格子構造不整合に起因する構造安定性および混合安定性に関する理論的解析を進めた。
今後は窒化物系化合物半導体および格子構造不整合系の有機金属気相結晶成長における基本的特性をさらに明らかにするとともに、可視光領域の発光特性・非線形光学的特性の評価、およびフォトニックデバイスへの応用への検討を進める計画である。

研究成果

• [文献書誌] H.Iwata,H.Yokoyama,M.Sugimoto,N.Hamao and K.Onabe: "Reduction in interfacial recombination velocity by superlattice buffer layers in GaAs/AlGaAs quantum well structures" Applied Physics Letters. 54. 2427-2428 (1989)
• [文献書誌] K.Nishi,T.Anan,Y.lde and K.Onabe: "Structural and Optical Studies on Molecular Beam Epitaxially Grown(InAs)_m (AlAs)_m and (InAs)_m (GaAs)_m Short-Period Strained Layer Superlattices" Journal of Crystal Growth. 95. 202-205 (1989)
• [文献書誌] T.Kondo,R.Morita,N.Ogasawara,S.Umegaki and R.Ito: "A Nonlinear Optical Organic Crystal for Waveguiding SHG Devices:(-)2-(α-Methylbenzylamino)-5-Nitropyridine(MBANP)" Japanese Journal of Applied Physics. 28. 1622-1628 (1989)
• [文献書誌] R.Morita,T.Kondo,N.Ogasawara,S.Umegaki and R.Ito: "Dispersion of the Second-Order Nonlinear Optical Coefficient d_<11> of Organic Crystal 2-Methyl-4-Nitroaniline" Springer Proceedings in Physics:Nonlinear Optics of Organics and Semiconductors. 36. 202-205 (1989)
• [文献書誌] T.Kondo,N.Ogasawara,S.Umegaki and R.Ito: "Nonlinear Optical Properties of 2-(α-Methylbzylamino)-5-Nitropyridine" Springer Proceedings in Physics:Nonlinear Optics of Organics and Semiconductors. 36. 218-221 (1989)