| 研究課題/領域番号 |
11555094
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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 |
電子デバイス・機器工学
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
平松 和政 三重大学, 工学部, 教授 (50165205)
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| 研究分担者 |
只友 一行 三菱電線工業(株), 情報通信・フォトニクス研究所, 主席研究員
元垣内 敦司 三重大学, 工学部, 助手 (00303751)
三宅 秀人 三重大学, 工学部, 助教授 (70209881)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| キーワード | 窒化ガリウム / ピラミッド構造 / 選択成長 / 有機金属帰気相成長法 / 電子エミッター / 横方向成長 / GaN / AlN超格子 / ドライエッチング |
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| 研究概要 |
本研究ではGaN/AlN超格子構造を有するピラミッド構造の電子エミッターを作製するために以下のような知見を得ることができた。
(1)選択成長によるピラミッド構造の作製方法と先鋭化条件
(2)ファセット制御選択横方向成長による高品質下地GaN基板の作製方法
(3)反応性イオンエッチングによる微細構造作製方法
(4)GaN/AlN超格子構造作製の可能性
具体的な成果を以下に示す。
(1)選択成長によるピラミッド構造の作製方法と先鋭化条件
GaN/AlN超格子構造によるピラミッド構造作製を作製するために、GaNでピラミッド構造を減圧MOVPE法で作製し、先鋭化条件の検討を行った。先鋭化したピラミッド構造を作製するためには高い圧力または低い温度で{1-101}ファセットが現われやすい条件で成長を行えばよいことが明らかになった。
(2)ファセット制御選択横方向成長による高品質下地GaN基板の作製方法
(1)で得られたファセット制御に関する知見を応用して、下地GaN基板の高品質化を行った。ファセットによってサファイア基板からの貫通転位が折れ曲がることを利用して、2段階のファセット制御による選択横方向成長を行い、転位密度が106cm^<-2>台である低転位密度の下地GaN基板を得ることができた。
(3)反応性イオンエッチングによる微細構造作製方法
より微細なピラミッド構造を得るためには、選択成長前のパターン作製において反応性イオンエッチングを用いることが有効である。GaNのドライエッチング中に発光するプラズマの発光スペクトルを測定することで、エッチング深さの制御が容易になることを見出した。
(4)GaN/AlN超格子構造作製の可能性
GaN/AlN超格子構造を作製するための基礎的検討として、AlN上へのGaNエピタキシャル成長を行い、決勝成長条件の検討を行った。高品質なAlN基板上にクラックが少ないGaNエピタキシャル層を得ることに成功した。この結果を利用することで、GaN/AlN超格子構造の作製が可能になるものと考えられる。
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