| 研究課題/領域番号 |
09555002
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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 |
応用物性・結晶工学
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
長谷川 文夫 筑波大学, 物理工学系, 教授 (70143170)
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| 研究分担者 |
碓井 彰 日本電気(株), 光エレクトロニクス研究所, 部長
末益 崇 筑波大学, 物理工学系, 講師 (40282339)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| キーワード | GaN / GaN基板 / バルクGaN / HVPE / GaAs基板 / 気相成長 / 紫外レーザ |
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| 研究概要 |
この研究は、InGaN/GaN系レーザ・ダイオードの製品化には、バルクGaN基板が必要、劈開による共振面が必要、との観点から、高速成長可能なハライドVPE法により、GaAs基板上への立方晶GaNの厚膜成長を行い、立方晶バルクGaN基板をることを目的として始まった。そして六方晶GaN混入割合が、2μmで1%以下、5μmでも10%と言う、世界で最も高品質の立方晶GaNを得ることが出来た。
しかし、平成10年度秋、InGaN/GaN系レーザ・ダイオードのサンプル出荷が始まり、六方晶バルクGaN基板に対する要求が非常に強くなった。そこでGaAs(111)基板上への六方晶GaN厚膜成長の研究を開始した。その結果、イ)850℃程度でGaN中間層を成長することにより、GaAs基板が1000℃まで耐え得る条件があること、ロ)1000℃での六方晶GaNの成長では、表面が平坦になる何らかの成長メカニズムあること、が判った。即ち、GaAs基板上への六方晶GaN厚膜成長の可能性が明らかになった。
しかしながら、GaAs基板のGaN高温成長に対する耐性の再現性が必ずしも良くなかった。その後の研究で、GaAs基板の耐性は基板の表面処理方法とバッファー層成長時のV/III比に大きく依存することが判った。即ちバッファー層のV/III比100の場合、1000℃1時間の成長でボロボロになったGaAs基板が、GaCl/H_2から先に流しV/III比を400にすることにより、1000℃、3時間の成長に耐えることが判った。また、GaAs(111)B---As面上での、高温成長するしたGaNの極性はGa極性であった。即ち、ハライドVPE法では常にGa極性の成長になり、これが結晶性の良い1つの理由と考えられる。
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