| 研究概要 |
GaNなどのIII族窒化物半導体は,青〜紫外発光デバイスとして近年特に注目されている物質である。III族窒化物はサファイアなどの基板上に気相成長法などによってエピタキシャル成長させなければならないが,基板材料との格子不整合が大きいため,未だに欠陥の少ない窒化物薄膜を得るのはきわめて難しく,多数の貫通転位が存在している。本研究の目的は,安価で簡便なまったく新しい単結晶窒化アルミニウム(AlN)基板の作製方法を確立すること,またこの独自の薄膜作製法における結晶成長メカニズムの解明を目指すことである。
今年度は,Al_2O_3-ALON-AlN系の化学ポテンシャル図に基づいて,温度およびCO/N_2分圧比を実験パラメータとして制御し,種々の面方位を持つエピタキシャル基板用研磨したサファイア基板を初期試料に用いて,サファイア/ALON/AlN多層膜の成長を行った。作製した試料については次の観点からキャラクタリゼーションを行ない,単結晶AlN膜作製の最適条件を検討した。
1.サファイア/ALON/AlN多層構造の作製と評価
(1)サファイア/ALON/AlN各層の断面および表面性状の観察(TEM, AFM)
界面の高分解能のTEM断面像を得ることが出来,これに基づいて界面の格子の不整合の緩和機構について考察した.
(2)サファイア/ALON/AlN各層の結晶方位関係(薄膜X線回折装置)
薄膜X線装置により,各層の結晶方位関係を明らかにした.
(3)AlNおよびALON膜の結晶性の評価
X線ロッキングカーブを測定し,チルトおよびツイスト方向の結晶性の評価を行った.
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