高性能GaN系素子作製に向けたハライド気相成長技術の確立

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本年度は、主にハライド気相成長（HVPE）法によるGaN縦型p-n接合ダイオードの作製に取り組んだ。まず、平坦な表面を有するドリフト層の成長条件を探索した。表面モフォロジーの供給V/III比、基板オフ角度依存性をそれぞれ探索し、表面平坦性を調べた。得られた結果に対し、古典的な結晶成長理論であるBurton-Cabrera-Frankモデルを適用し、平坦な表面が得られるHVPE成長条件の指針を作成した。次に、デバイス特性に大きな影響を与えるp-n界面の成長条件を探索した。p-n界面成長時の成長速度がデバイス特性に大きな影響を与えることが明らかとなり、成長速度を小さくすることによって、25ー200℃の範囲に渡って理想的なアバランシェ降伏を示すp-n接合ダイオードが作製できた。この成果はAppl. Phys. Lett.誌に掲載されている。一方で、作製したp-n接合ダイオードの逆方向リーク電流は未だに高くなることも明らかとなった。今後、このリーク源の特定と低減手法の確立が必須となる。並行して、p型GaN厚膜成長にも取り組んだ。膜厚400um程度のMg添加GaN厚膜がHVPE成長でき、Hall効果測定からp型伝導を確認した。この結果はp型GaN基板の実現に繋がることを示している。