六方晶BN窒化物半導体に関する研究

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18206004
• 研究機関: 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所
• 研究代表者: 小林 康之 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 主幹研究員 (90393727)
• 研究分担者: 牧本 俊樹 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 企画担当, 主幹研究員 (50374070) ; 赤坂 哲也 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 主任研究員 (90393735) ; 西川 敦 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 社員 (60417095) ; 中野 秀俊 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 主幹研究員 (90393793) ; 後藤 秀樹 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 総括担当, 主任研究員 (10393795)
• キーワード: 結晶成長 / 半導体物性 / 光物性

研究概要

遠紫外線領域(200nm近辺)で発行する素子は、さまざまな応用が期待され、産業に及ぼす影響か計り知れない。六方晶BN窒素化合物半導体は、遠紫外領域の発光及び励起子を用いた量子情報処理材料として非常に有望である。本研究では、六方晶BNエピタキシャル薄膜の高品質化により、その基本物性(励起子光特性、伝導特性))解明を目的とする。今年度は、(1)六方晶BNエピタキシャル薄膜からの自由励起子発光の観測、(2)サファイア基板上の六方晶BNエピタキシャル成長の実現、(3)非極性6H-SiC基板上の高品質A1BN混晶成長を行った。
(1)六方晶BNエピタキシャル薄膜からの自由励起子発光の観測Ni(111)基板上にMBE法により原子レベルで平坦な六方晶BNエピタキシャル薄膜を成長し、その上にMOVPE用により六方晶BNエピタキシャル薄膜を成長した。MBEエピタキシャルバッファ層の導入により結晶性が改善され、成長した六方晶BNは、室温において、波長215nmにピークを有する自由励起子発光を示した。
、(2)サファイア基板上の六方晶BNエピタキシャル成長の実現:伝導性制御のためには、絶縁性基板上に六方晶BNを成長する必要がある。MOVPE法で大きなV/III比の条件で六方晶BNを成長することにより、(0001)サファイア基板上六方晶BNエピタキシャル薄膜の成長に成功した。
(3)非極性6H-SiC基板上の高品質A1BN混晶成長B組成2%の高品質A1BNエピタキシャル薄膜が、非極性6H-SiC基板上に成長した。(1100)よりも、(1120)面の方が、A1BN成長にとって有望であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Nonpolar A1BN(1120) and(1100) films grown on SiC substrates (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka, Y. Kobayashi, T. Makimoto
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 91 ページ: 041914-1-041914-3
  • 査読あり
• [学会発表] Nonpolar A1BN(1120) and(1100) films grown on SiC substrates (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka, Y. Kobayashi, T. Makimoto
  • 学会等名: 7th International Conference of Nitride Semiconductors
  • 発表場所: アメリカ、ラスベガス
  • 年月日: 20070916-21
• [学会発表] In-situ monitoring of hexagonal BN flow-rate modulation epitaxy by shallow-angle reflectance using ultraviolet light (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Kobayashi, M. Miyamoto, T. Akasaka, T. Makimoto, N. Matsumoto
  • 学会等名: The 15th International Conference on Crystal Growth
  • 発表場所: アメリカ,ソルトレイクシティ
  • 年月日: 20070812-17