| 研究課題/領域番号 |
10450117
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
澤木 宣彦 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70023330)
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| 研究分担者 |
安 亨洙 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (40303672)
山口 雅史 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (20273261)
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| キーワード | 窒化物半導体 / GaN / 選択成長 / サブミクロン微細構造 / ナノメトール量子構造 / ホトルミネッセンス / バンド端発光 / 格子歪み |
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| 研究概要 |
GaN等の窒化物半導体とその混晶は、光デバイス用の材料としてのにならず、電子デバイスや量子デバイスへの応用が期待されているが、微細構造作製技術は極めて未熟な段階にある。特に、サイズの制御性や得られる結晶の品質や電子・光物性の詳細は不明である。本研究は、MOVPE法による選択成長を用い、微細6角錐構造を作製し、その結晶学的、光学的特性を明らかにすることを目的としている。本年度は、まず、AlGaN/GaN六角錐構造の均一化と微細化のための成長条件を明らかにした。
GaN六角錐をシリコン基板上に直接選択成長法によって作製するとSiO2マスクの形状とは関わりなく(1-101)ファセットで囲まれた六角錐が形成される。微細六角錐構造の形状と下地の作製条件、並びに6角錐成長条件を詳細に検討した。その結果、特に、成長初期における微細な成長核を選択基板上に均一に作りつけることが欠陥の少ない均一な6角錐構造を得るのに必要不可欠であることが分かった。
さらに、サファイア基板上で従来得られていたストライプ状のマスクパターンを用いて、シリコン上への均一なGaN単結晶の作製条件を検討し、条件を最適化することによって(1-101)ファセットで囲まれた三角または台形構造を得ることに初めて成功した。得られる結晶の品質は6角錐構造と同様に緩衝層の作製条件によって大きく左右されることが分かった。得られた結晶の光学的性質を液体ヘリウム温度におけるホトルミネッセンス測定を行って評価したところ、高品質なGaNであることを示す強いバンド端発光が観測された。さらに、そのエネルギーは、バルク結晶で期待されている値と異なり、得られた結晶は格子歪みを内在していることを示唆した。
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