ホモエピタキシ-基板用のGaNバルク単結晶の電気伝導度制御に関する研究

現在、(0001)サファイア基板上にスパッタリングで堆積したZnOバッファ層上に、ハイドライド気相成長(HVPE)法により、、アコドープバルクGaN単結晶を作製している。この方法では、キャリア濃度10^<16>cm^<-3>の高品質n型単結晶が得られる。この結晶を基板として、Mg濃度7×10^<19>cm^<-3>のP型GaNを有機金属化学気相成長法によりホモエピタキシャル成長させてPn接合として、青色発光ダイオードを実現した。Pn接合の電流・電圧特性は直列抵抗成分と、ピットにおけるリ-ク電流により、6Vの立ち上がりと、低い逆方向の耐圧であった。サファイヤ基板上に堆積したZnOバッファ層上に、SiO_2をスパッタし、ZnO上とSiO_2上の成長の差異を利用して選択成長を行った。SiO_2マスクが無い場合と同様の平坦なGaN膜が成長し、SiO_2上には、六角すい状のGaN結晶粒がわずかに成長した。SiO_2マスクとの境界では、GaNには{1TO1}のファセットが現れた。また、数十μmの幅で、数μmの高さのエッヂ成長が観測された。ZnO上、SiO_2上どちらのGaNも青色域にピークを持つルミネセンスが観測された。

現在、(0001)サファイア基板上にスパッタリングで堆積したZnOバッファ層上に、ハイドライド気相成長(HVPE)法により、、アコドープバルクGaN単結晶を作製している。この方法では、キャリア濃度10^<16>cm^<-3>の高品質n型単結晶が得られる。この結晶を基板として、Mg濃度7×10^<19>cm^<-3>のP型GaNを有機金属化学気相成長法によりホモエピタキシャル成長させてPn接合として、青色発光ダイオードを実現した。Pn接合の電流・電圧特性は直列抵抗成分と、ピットにおけるリ-ク電流により、6Vの立ち上がりと、低い逆方向の耐圧であった。サファイヤ基板上に堆積したZnOバッファ層上に、SiO_2をスパッタし、ZnO上とSiO_2上の成長の差異を利用して選択成長を行った。SiO_2マスクが無い場合と同様の平坦なGaN膜が成長し、SiO_2上には、六角すい状のGaN結晶粒がわずかに成長した。SiO_2マスクとの境界では、GaNには{1TO1}のファセットが現れた。また、数十μmの幅で、数μmの高さのエッヂ成長が観測された。ZnO上、SiO_2上どちらのGaNも青色域にピークを持つルミネセンスが観測された。