立方晶窒化物半導体の結晶成長と物性の確立

立方氮化物半导体晶体生长和物理性质的建立

• 批准号: 12750010
• 负责人: 呉 軍
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750010/
• 关键词: 立方晶GaN; 立方晶AlGan; Gan; GaAs; 窒化物半導体; MOVPE; MBE; 選択成長; RF-MBE; MOVPE成長; 中間層; フォトルミネッセンス特性; Si ドープ

本年度は、立方晶窒化物半導体薄膜の成長および評価に関し、以下に挙げる成果を得た。1.有機金属気相成長(MOVPE)GaNの低欠陥化と選択成長の微構造評価GaAs(100)基板上のGaN成長において、AlGaAs中間層を挿入することにより、GaAs基板の熱損傷に伴う結晶欠陥が大幅に低減することを見出した。また微細パタンマスクを用いたGaN選択成長において、特定のパタン方位および成長温度において立方晶GaNの成長が六方晶GaNに対して支配的となることが見出された。透過電子顕微鏡による微構造評価により、六方晶GaNの混在の発生形態および発生要因を明らかにした。さらにGaAs(111)基板上のGaN成長において、立方晶GaN緩衝層を介することにより、六方晶GaN層への貫通転位が大幅に低減し、かつほとんど無歪みの成長層が得られることを見出した。2.有機金属気相成長立方晶AlGaN/GaN/GaAsヘテロ構造の電気的・光学的評価GaAs(100)基板上の立方晶AlGaN/GaN/GaAsヘテロ構造の縦方向電気伝導およびC-V測定を進め、GaN/GaAs界面の価電子帯側に大きなバンド不連続が存在すること、それがヘテロ界面への正孔の蓄積ともなうP型伝導の原因となりうることなどを明らかにした。またGaN/GaAsヘテロ構造のエレクトロリフレクタンス測定により、ヘテロ構造におけるバンド構造の詳細を明らかにした。3.GaNおよびInNのプラズマ励起MBE成長(RF-MBE)窒素源としてN_2のRFプラズマ励起を用いたサファイア基板上のGaNおよびInN成長を進め、成長の各段階における表面再構成構造の基板温度およびプラズマ強度依存性などを明らかにした。これによりGaAs基板上における立方晶GaN、InN、AlGaN、InGaNなどの成長に移行するための基礎的知見を得た。

今年，关于立方氮化物半导体薄膜的生长和评估，获得了以下结果。 1。对GAAS（100）底物的GAN生长中金属有机蒸气相生长（MOVPE）GAN的微观结构评估和选择性生长，发现插入藻类中间层显着减少与GAAS损伤相关的晶体缺陷。还发现，在使用精细的图案面膜的选择性生长中，立方GAN的生长在特定的模式取向和生长温度下占主导地位。使用透射电子显微镜评估的显微结构评估揭示了六边形gan混合的产生形态和因子。此外，发现在GAAS（111）底物上的GAN生长中，通过插入立方GAN缓冲液层可显着降低到六边形GAN层的螺纹位错，并且几乎无法获得没有应变的生长层。 2。对金属有机蒸气相沉积的金属有机蒸气相/GAN/GAAS异质结构，我们进行了纵向电导率和C-V的纵向电导率和C-V测量值，Cubic Algan/GAN/GAAS在GAAS（100）底物上的GAAS（100）底层上的GAAS和gan均可对GAN的范围内/GAN构成gan severine and/gan severs severs severs and gan severs and/gan P型传导，这也导致孔在异质方面的积累。此外，GAN/GAAS异质结构的电触及度测量揭示了异质结构中频带结构的细节。 3.使用N_2的RF等离子体激发作为等离子体激发的MBE生长（RF-MBE）氮源对蓝宝石底物的GAN和INN生长进行，并阐明了每个生长阶段的表面重建结构的依赖性。这为GAAS基板上的Cutic Gan，Inn，Algan，Ingan等提供了基本知识。

项目成果

C.Setiangung: "Selective Area Growth of GaN and Fabrication of GaN/AlGaN Quantum Wells on the Grown Facets"phys. stat. sol.. (to be published). (2002)

C.Setiangung：“GaN 的选择性区域生长和生长面上 GaN/AlGaN 量子阱的制造”phys。

S.Sanorpim: "Structural Analysis of GaN Layers on GaAs (111)B Substrates Grown by MOVPE"IOP Conference Series. (to be published). (2002)

S.Sanorpim：“MOVPE 生长的 GaAs (111)B 衬底上 GaN 层的结构分析”IOP 会议系列。

S.Yoshida: "Role of Arsenic Hexagonal Growth-Suppression on a Cubic GaNAs Growth using Metalorganic Chemical Vapor Deposition"Proc.of 1999 Materials Research Society Fall Meeting,. 595. w3.41.1-w.3.41.6 (2000)

S.Yoshida：“使用金属有机化学气相沉积的砷六方生长抑制对立方 GaN 生长的作用”Proc.of 1999 年材料研究学会秋季会议，。

F.H.Zhao: "Influence of Si doping on optical properties of cubic GaN grown on GaAs (001) substrates by metalorganic vapor phase epitaxy"Proc.of Inter.Workshop on Nitride Semiconductors (IPAP Conference). 1. 70-73 (2000)

F.H.Zhao：“Si掺杂对通过金属有机气相外延在GaAs（001）衬底上生长的立方GaN的光学性质的影响”Proc.of Inter.Workshop on Nitride Semiconductors（IPAP会议）。

K.Onabe: "Cubic-GaN Films on GaAs (001) Substrates without Deep-Level Luminescence Grown by Metalorganic Vapor Phase Epitaxy"phys.stat.sol.(a). 180. 15-19 (2000)

K.Onabe：“通过金属有机气相外延生长的 GaAs (001) 衬底上的立方氮化镓薄膜，无深能级发光”phys.stat.sol.(a)。