分子線エビタキシ法による6H-SiC（0001）基板上へのAlN／GaN短周期超格子のコヒーレント成長

摘要

本研究室ではこれまで、SiC基板のステップ高さ制御、AIN層成長直前のGa先行照射を行い、窒素プラズマ点灯と同時に成長を開始することで、成長開始直後からのAlNのlayer-by-Jayer成長と貫通転位密度の低減を実現した。そこで、本研究ではこの高品質AIN成長プロセスを応用して、SjC基板上にAlⅣGaN短周期超格子（SPSL）構造の成長を試みた。SPSL層中のAIN層とGaN層の膜厚はそれぞれ12bilayer（BL）、2BLとした。AIN／GaNSPSL層のXRC半値幅は、（0002）面が34.2秒、（10－12）面が37.9秒と非常に優れた値であった。逆格子マッピング測定を行ったところ、AIN／GaN SPSL層がSiC基板に対してコヒーレントに成長していることが確認された。格子緩和していないために高品質の結晶が得られたと考えている。%Recently, we have successfully reduced the threading dislocation density in AlN layer on SiC substrates to 10~8 cm~(-2) by controlling the step heights of the SiC substrates, Ga pre-deposition and avoiding unintentional active-nitrogen exposure prior to AlN growth. In this study, we report the growth of AIN/GaN short-period superlattice (SPSL) on SiC by applying the high-quality AlN growth process. We demonstrate coherent growth of AIN/GaN SPSL on SiC substrates. Thicknesses of AlN and GaN in the SPSL were 12 bilayer (BL) and 2 BL, respectively. The FWHM values of main peak for the AIN/GaN SPSL were 34.2 arcsec for the (0002) co-scan and 37.9 arcsec for the (10-12) co-scan. A RSM near (11 -2 12) reflection of 6H-SiC clearly indicates that AIN/GaN SPSL was coherently grown on 6H-SiC. The very small FHWM values reflect coherent growth of AIN/GaN SPSL on 6H-SiC substrate.