ナノチャンネルを用いた無転位エピタキシーの実現

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14350172
• 研究機関: 名城大学
• 研究代表者: 成塚 重弥 名城大学, 理工学部, 助教授 (80282680)
• 研究分担者: 丸山 隆浩 名城大学, 理工学部, 講師 (30282338) ; 安藤 義則 名城大学, 理工学部, 教授 (30076591)
• キーワード: ナノチャンネルエピタキシー(NCE) / 走査型トンネル顕微鏡(STM) / STMソグラフィー / Si基板 / ビーム誘起横方向成長(BILE) / GaAs / 液滴エピタキシー / 分子線結晶成長(MBE)

研究概要

本年度は、走査トンネル顕微鏡(STM)を用いたSi自然酸化膜のリソグラフィー、ビーム誘起横方向成長(BILE)によるSi基板上のGaAsマイクロ構造の成長、ならびに液滴エピタキシーを用いたGaNドット構造の作製を行い、ナノチャンネルエビタキシーに向けた基礎的実験技術の立ち上げを行った。
1.Si基板上のSi自然酸化膜のSTMリソグラフィー
昨年度に引き続きSTMを用いた自然酸化膜のナノリソグラフィーを行った。まず、GaAs表面の自然酸化膜のナノリソグラフィー最適条件を検討した。再現性良くナノサイズのリソグラフィーを行うことが可能となり、線幅2nmのナノリソグラフィーにも成功した。
次に、Si基板上の自然酸化膜のリソグラフィーも試みた。その結果、再現性良くSi自然酸化膜にナノサイズのリソグラフィーを行う技術が立ち上げられた。
2.ビーム誘起横方向成長(BILE)によるSi基板上のGaAsマイクロ構造の成長
基板上に作製したリッジ構造に低角で分子線を入射させることにより、リッジ側面より選択的に横方向成長を行うことが可能である(BILE)。今回はこのBILE法を用いて、Si基板上のGaAsの横方向成長を行った。初期的な段階ではあるが、GaAsマイクロ構造の横方向成長が確認できた。
3.液滴エピタキシーを用いたGaNドット構造の作製
ナノ構造作製手段として注目を集めている液滴エピタキシー法を用いて、GaNドット構造の作製を試みた。サイズは数ミクロンと大きいもののGaNドット構造の作製に成功した。同時に基板の影響を評価したところ、サファイア基板上ではドットが形成されず平坦な成長が起こること、Si基板上では良好なドット構造の作製が可能であることが判明した。

研究成果

• [文献書誌] S.Naritsuka, O.Kobayashi, T.Maruyama: "Numerical model for Oxygen incorporation in AlGaAs layer grown by molecular beam epitaxy"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. L1041-L1043 (2003)
• [文献書誌] S.Naritsuka, O.Kobayashi, K.Mitsuda, T.Nishinaga: "Oxygen incorporation mechanism in AlGaAs layers grown by molecular beam epitaxy"J.Crystal Growth. 254. 310-315 (2003)
• [文献書誌] T.Suzuki, S.Naritsuka, T.Maruyama, T.Nishinaga: "Beam induced lateral epitaxy : a new approach for lateral growth in molecular beam epitaxy"Cryst.Res.Technol.. 38・7-8. 614-618 (2003)
• [文献書誌] S.Naritsuka, O.Kobayashi, K.Mitsuda, T.Maruyama, T.Nishinaga: "Oxygen incorporation into MBE-grown AlGaAs layers"Materials Research Society Symposium Proceeding. 744. 445-449 (2003)
• [文献書誌] T.Suzuki, K.Saitoh, T.Maruyama, S.Naritsuka: "Lateral growth mechanism on GaAs(011) and GaAs(111)B substrates with ridge structure by low angle MBE"Extended Abstracts of The 22^<nd> Electronic Materials Symposium. 149-150 (2003)
• [文献書誌] K.Saitoh, T.Suzuki, T.Maruyama, S.Naritsuka: "Epitaxial lateral growth on GaAs (111)B from ridge structure by Beam Induced Lateral Epitaxy"Extended Abstracts of The 22^<nd> Electronic Materials Symposium. 151-152 (2003)
• [文献書誌] S.Naritsuka, O.Kobayashi, T.Maruyama: "Numerical model for oxygen incorporation in AlGaAs layer grown by molecular beam epitaxy"Extended Abstracts of The 22^<nd> Electronic Materials Symposium. 145-146 (2003)
• [文献書誌] T.Maruyama, K.Akiyama, Y.Nanishi: "GaN中の希土類イオンの価電子状態"Research Reports of the Faculty of Science and Technology Meijo University. 43. 4-9 (2003)