パルスレーザー堆積法による窒化インジウム系光・電子材料の低温成長とヘテロ構造作製

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InNはIII族窒化物半導体の中で最も狭いバンドギャップ(～0.65eV)と、高い飽和電子速度を有するため、赤外域で動作する高信頼性通信用レーザーや高周波トランジスタへの応用が期待されている。しかしながら、InNの熱分解温度が低いという本質的な問題があるため、高品質薄膜の結晶成長が困難であり、デバイスの実証にまでいたっていないのが現状である。InNが持つ魅力的な物性をデバイスに応用するためには、低温で高品質薄膜を成長する技術を開発する必要がある。PLD法は同じIII族窒化物半導体であるGaNやAINの低温成長の実績があり、InNの成長においても格子整合基板を用いることで、高品質薄膜の低温成長が可能であると考えられる。本研究では、PLD法によりInNを高品質化する成長プロセスの開発を行い、デバイス応用の可能性を追求することを目的としている。平成22年度はInN系窒化物薄膜の高品質化およびヘテロ構造の作製技術を無極性面成長に応用した。無極性面InGaN,InAIN成長に適当な基板を採用することで、薄膜の成長条件最適化を行った。高品質InGaN薄膜の光学特性を調査したところ、他の窒化物半導体では実現しない、c軸偏光発光を示すことが明らかになった。この特性は無極性面InGaNが高効率レーザー構造実現へ繋がることを意味する。また、原子層堆積法によるゲート絶縁膜用酸化物/InNヘテロ構造の作製にも着手し、原子レベルで急峻な界面が実現することを明らかにした。