窒化物半導体を用いた短波長サブバンド間遷移発光の研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650054
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 森本 恵造 大阪府立大学, 先端科学研究所, 講師 (50100219)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉浦 英雄 NTT, 光エレクロニクス研究所, 主幹研究員 ; 河村 裕一 大阪府立大学, 先端科学研究所, 助教授 (80275289)
• Keywords: GaN / III-V nitride / MOCVD / inter-subband transition / quantum-well

Research Abstract

短波長サブバンド間遷移発光を観測できる多重量子井戸(MQW)構造を作製するためには平坦性の良い薄膜作製法の確立が必要である。三次元成長しやすい窒化物半導体の作製法の中で、現在最も優れた成長法とされている二フロー型有機金属気相成長(MOCVD)法を用い、アンモニア、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウムを原料とし、サファイアc面基板上へGaN低温成長(バッファレ-ヤ成長)、バッファレ-ヤ結晶化、その上へのGaN高温成長の手順でGaN成長を行い、それぞれの成長条件と表面平坦性の関連、またGaN上へのAlN成長、及び、AlN上へのGaN成長を調べた。原料流量だけでなく、水素や窒素流量及び、そのフローパターン、成長圧力、成長温度等、種々の成長条件がGaNの特性に大きな影響を及ぼす。その中でも、表面平坦性にはGaNバッファレ-ヤ結晶化時の雰囲気が最も大きな影響を及ぼすこと、すなわち、結晶化雰囲気は水素を含まず、窒素とアンモニア雰囲気中で行う方が良いことがわかった。水素を添加するとGaNバッファレ-ヤが昇温中に島状に結晶化するためである。GaN2μm厚の表面平坦性は現在20nmの凹凸のものが得られており、今後、さらなる平坦化を追求する。GaN上へのAlN成長では成長速度がAlN上への成長速度に比べて、1/3になるが、AlN上へのGaN成長ではGaN上への成長に比べて、成長速度に変化のないことを見いだしている。

Research Products

• [Publications] K.Morimoto,Y.Kawamura,N.Inoue: "Nitrogen Plasma doping during Metalorganic Chemical Vapar Deposition of ZnSe" Jpn.J.Appl.Phys.36・7B. 4949-4952 (1997)
• [Publications] N.Inoue,Y.Kawamura,K.Morimoto: "Handbook of Nanophase Materials" Marcel Dekker,Inc., 369 (1997)