変調反射・ラマン散乱分光法によるInGaNの混晶比と歪み評価法の確立

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09650014
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 播磨 弘 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00107351)
• 研究分担者: 木曽田 賢治 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90243188)
• キーワード: ラマン散乱 / 変調反射 / GaN / InGaN / AlGaN / 混晶 / 歪み

研究概要

1. 紫外・可視励起顕微変調反射・ラマン散乱測定システムの立ち上げ;
研究室現有の顕微鏡装置について紫外励起仕様への改造を行った。主要な改造ポイントは励起レーザー光導入部とラマン散乱光の分光器への集光部である。
GaN結晶やGaAs結晶を用いて、システムの基本性能を確認した.その結果、ほぼ当初の期待された性能を有していることが確認された。。
2. PL,・変調反射・ラマン散乱分光法によるInGaNの混晶比と歪みの評価;
ラマン測定によってInGaN混晶のフォノンモードを測定して、その振動周波数からInの組成比を見積もる方法を開発した。この際、HotWallEpltaxy法によって低温成長GaN層をはさんでサファイア基板上に直接成長したものと、CVD法によってぶ厚いGaN結晶層をはさんで成長させだものとの両方を比較して、InGaN相に及ぼす歪みの効果を検証した。その結果、前者の製法では歪みの影響の少ないことがわかった。
一方、フォトルミネッセンス(PL)、および変調反射分光法によって、バンドギャップエネルギーの混晶比依存性を調べた。これまでのところ、HotWallEpltaxy法によって低温成長GaN層をはさんでサファイア基板上に直接成長したものでは試料の結晶性が良好でないために、明確な依存性は見出されていない。
3. n型およびp型GaNにおける歪みと電気的特性の評価;
研究室現有の可視光励起顕微ラマン散乱装置を用いて上記の測定を行った。歪み測定では横光学モードピーク周波数測定から、試料について平均して1GPa程度の2次元面内圧縮応力が働いていることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] H. Harima et al.: "“Electronic properties in p-type GaN studied by Raman scattering"," Appl.Phys.Lett.73. 2000-2002 (1998)
• [文献書誌] H. Harima et al.: "“Raman Scattering Characterization of Group III-Nitride Epitaxial Layers including Cubic Phase"" J.Cryst.Growth. 189/190. 435-437 (1998)
• [文献書誌] H. Harima et al.: "“Electronic properties in Doped GaN Studied by Raman Scattering"" J.Cryst.Growth. 189/190. 672-674 (1998)
• [文献書誌] H. Harima et al.: "“Temperature measurement in light emitting diode of SiC by Raman scattering"" J.Electr.Mat.28in press. (1999)
• [文献書誌] T.Koizumi et al.: "“Growth and characterization of cubic AlGaN and AIN epilayers by RF-plasma assisted MBE"" J.Cryst.Growth. in press. (1999)
• [文献書誌] H. Harima et al.: "“Raman studies on phonon modes in cubic AlGaN alloy"" Appl.Phys.Lett.74. 191-193 (1999)
• [文献書誌] 播磨弘: "「実用分光法シリーズII、ラマン分光法、第4章ラマンイメージング」" IPC出版, 30 (1988)
• [文献書誌] H.Harima: "Optoelectronic Properties of Semiconductors and Superlattices Edited by O Manasreh" Gordon & Breach Publishing, 60 (1999)