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GaNは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未熟である。特に、サファイア以外の基板を用いた微細構造の研究は皆無である。ここでは集積デバイス作製技術の確立を念頭に置き、主としてシリコン基板上への微細構造列の選択成長技術の研究を行った。
1.選択成長法によりサファイア基板上への六角錐、ならびにストライプ構造を作製した。マスク上の横方向成長領域には不純物が導入されるが、基板との界面に発生する転位はマスク上に曲がり貫通転位とならないことを明らかにした。
2.選択成長法によってシリコン基板上へのGaNの結晶成長が可能であることを見いだした。さらに、成長初期に形成される第一原子層の制御により高品質化に成功した。
3.シリコン基板上に作製した窒化物結晶のヘテロ界面近傍にはアモルファス状の層があるもののシリコンと窒化物とは格子不整を保ったままエピタキシャル成長することがわかった。
4.選択成長法によるシリコン基板上への微細GaN/AlGaNヘテロ構造の作製に成功した。
5.マイクロマシンニングの技術により表面加工したシリコン基板上への選択成長でC軸が傾いた窒化物結晶が得られた。
6.成長窓の大きさを2-300nmとすることにより1個の成長核からの結晶成長が得られた。
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