| 研究課題/領域番号 |
09650354
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
助川 徳三 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (30006225)
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| 研究分担者 |
木村 雅和 静岡大学, 電子工学研究所, 助手 (50177929)
田中 昭 静岡大学, 電子工学研究所, 助教授 (50022265)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| キーワード | 液相成長 / 窒化ガリウム / 負の電子親和力 / 組成変換 |
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| 研究概要 |
緊急課題である情報の高速処理・高精細情報表示の中核デバイスとして負の電子親和力を利用した高効率冷陰極が熱望されている。ワイドギャップ半導体であるGaNはその有望な材料であるが、その実用的な成長の基板には電気的に絶縁物であるサファイアが用いられ、デバイス応用上の最大の問題となっている。本研究では新しい冷陰極の開発を目指し、導電性半導体GaPを基板とする技術とその上への成長の研究を進めた。
まず基板の問題に対し、本研究者らが任意組成の混晶を既存の結晶基板上に成長させる技術として開発した液相成長技術、「組成変換法」を適用した。すなわち、GaAs+GaPの結合よりもGaとNの結合が強いことに着目し、NH_3ガスとの反応によって結合の強いGaNに変換するものである。実験では二つの可能性を追究した。一つはGaP基板上に成長させたGaAs層を650℃から850℃の間の温度でGaAs層のみをGaNに変換することであり、今一つは850℃以上の高温においてGaP基板自体の表面を直接窒化することである。前者においてはGaP基板上の約5μm厚のGaAs層を800℃で約1時間の反応でGaAs層の全域がGaNに変換できた。また、後者においては1000℃、1時間で約3μm厚のGaN層が形成できた。次に、こうして得たGaN層の上に昇華法によるGaNの成長実験をおこない、100μm以上の厚いGaN層をGaP基板上に得ることができた。
以上のように、GaNの成長に半導体のGaP結晶基板を用いることができるようになり、その上への成長が可能となったことから、GaN高効率冷陰極の開発に明るい展望を切り開くことができた。
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