RF-MBE法によるInNの結晶成長とナノ構造の作製(窒化物及び混晶半導体デバイス)

概要

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窒化物半導体であるInN結晶の高品質化が進み、その禁制帯幅が長い間信じられてきた1.9eVよりもはるかに小さく、0.8〜0.7eVであることがわかってきた。このためInNをベースとする近赤外域の光通信用デバイスなど、新しい分野への応用が期待され始めている。しかしながら、現時点でのInN結晶は残留キャリア濃度が10^<18>〜10^<19>cm^<-3>と高く、依然としてデバイス応用には不十分である。本研究では、RFプラズマで励起した窒素ガスを原料とする分子線エピタキシー(RF-MBE)法を用いてサファイア基板上にInN結晶を成長し、V/III族供給比依存性や成長温度依存性を系統的に評価し、高品質化の方向性を検討した。得られた結晶の室温における最高移動度は1190cm^2/Vs、キャリア密度は2-3×10^<18>cm^<-3>であり、良好な結晶性が確認された。また、量子閉じ込めナノ構造デバイスヘの応用を目指し、導電性GaN膜上に直径100nm程度の高密度なInN極微細柱状(ナノコラム)結晶を成長する条件を把握した。更に、超薄膜GaN層を埋め込んだInN/GaNヘテロ構造ナノコラムの成長も試みた。
社団法人電子情報通信学会の論文
2003-09-25