Si(111)へのC^+イオン注入によるc-SiC/Si構造基板上へのGaN、InNのヘテロエピ成長(薄膜プロセス・材料,一般)
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概要
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Si(111)基板にC^+イオン注入を行い熱処理を施すことによって基板内部に立方晶SiC(c-SiC)の単結晶層を形成した。有機金属気相エピタキシ(MOVPE)法を用いて、このc-SiC単結晶層を中間層とするSi(111)基板上へのGaN、InN膜のヘテロエピ成長を検討した。C^+イオン注入は加速電圧180keV、基板温度600℃で行い、注入後、O_2雰囲気中1250℃、2時間の熱処理を行った。オージェ分析により、基板表面から0.3〜0.5μmの深さにSiC層が存在することを確認した。c-SiC層は多結晶層部分と単結晶層部分とから成っており、c-SiC単結晶層の上部に存在するSiO_2、Siおよびc-SiC多結晶層を順次除去し、基板表面にc-SiC単結晶層を露出させた。c-SiC/Si(111)構造基板へのGaN、InN膜のMOVPE成長は、低温成長GaNバッファ層(成長温度550℃)を用いて、それぞれ、1000℃、600℃で行った。RHEED観察により六方晶GaN、InN単結晶膜が得られていることを確認した。得られたGaN、InN膜について、同条件で作製したα-Al_2O_3基板上膜との比較のもとに、結晶性、表面モフォロジ、電気的・光学的特性および残留応力について評価した。c-SiC/Si(111)構造基板上のGaN、InN膜の結晶性、電気的・光学的特性は、現状では窒化サファイア基板上膜に比べると劣るが、Si基板上GaN膜中の残留応力低減に関しては従来法に比べて優れていることがわかり、本技術が特にGaN成長に有望であることがわかった。
- 社団法人電子情報通信学会の論文
- 2004-11-04
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