| 研究概要 |
本研究課題は、低温活性金属触媒体の触媒分解効果を用いてアンモニアを高効率に分解、従来技術である熱CVD法に比べ低温で窒化ケイ素(SiN)膜を堆積すること、ならびにまたはヒドラジンを分解し有機金属化学気相成長(MOCVD)法よりはるかに小さなV/III原料供給比での高品位窒化ガリウム(GaN)結晶の成長技術を確立することを目標としている。
初年度の研究成果として、まずプラズマCVDのような荷電粒子を反応源に用いない手法での低温のSiN膜の成長に関しては、アルミナに坦持したルテニウム(Ru)の表面反応でヒドラジンを分解、基板温度400℃での成長に成功した。またプラズマCVD法に比べ膜中の結合水素量が、少ないことが分かった。
GaNの成長に関しては、ヒドラジン分解触媒での反応により高エネルギーのアンモニアプリカーサーを形成、トリメチルガリウムと反応させることで従来技術であるMOCVD法に比べはるかに低温の600℃でSi(111)基板上にc軸配向性を有するGaNエピタキシャル膜の成長に成功した。更にこの結晶膜は強いバンド端発光を示し、光学的にも高品質な結晶膜であることが分かった。ただ、非エピタキシャル成分であるGaN(10-10),(10-11)配向のドメインも含まれており、MOCVD法による結晶膜と同等とは言えないが、Si基板上のバッファー層の最適化により、デバイスレベルの高品位結晶膜の成長が小能であると考えられる。
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