ArFエキシマレーザを用いたInNのMOCVD成長

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550296
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: 山本 あき勇 福井大学, 工学部, 教授 (90210517)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋本 明弘 福井大学, 工学部, 助教授 (10251985)
• Keywords: 窒化インジウム(InN) / エキシマレーザ / MOCVD / アンモニア / 光分解 / トリメチルインジウム(TMI) / エピタキシー / 選択成長

Research Abstract

アンモニア(NH_3)が波長200nm以下の紫外光に対して100-1000/cm・atmという大きな吸収係数を有することに着目して、ArFエキシマレーザ(波長193nm)を用いてNH_3及びトリメチルインジウム(TMI)の光分解過程を検討し、高品質InN膜の実現、ならびに、InN膜の低温成長、選択成長などの可能性について検討した。その結果、以下のことを明らかにした。
(1)TMIのみの供給ではInの析出は起こらず、TMIとNH_3を同時供給することによってのみInNが成長する。このことはNH_3の光分解が主要因となってInNの合成反応が起こることを示している。その結果、室温という極めて低温から650℃までの温度範囲で均一性に優れたInN膜が形成できる。
(2)TMIの光分解はほとんど起こらないために、成長膜へのC等の不純物汚染が少ないと考えられる。本方法でのNH_3使用量は従来の熱分解MOCVD法の1/50〜1/100であり、このような供給量でも金属Inの混入のない高品質InN薄膜が得られ、さらに、熱分解MOCVD法の2倍以上の成長速度(〜05μm/h)が実現できる。
(4)基板表面にレーザ光を垂直に照射するにより、レーザビームパターンに対応した選択的InN薄膜成長が可能である。基板表面直上のNH_3光分解活性種が反応に関与していると考えられる。
以上のごとく、従来困難とされていたInNのArFエキシマレーザ援用MOCVD成長を世界で初めて実現し、本方法が数々の優位性を有することを明らかにした。

Research Products

• [Publications] A.G.Bhuiyan, T.Tanaka, A.Yamamoto, A.Hashimoto: "Laser-Assisted Metalorganic Vapor-Phase Epitaxy (LMOVPE) of Indium Nitride (InN)"physica status solidi. 194. 502-505 (2002)