間欠ガス供給を用いたホットメッシュCVD法によるSi上GaNエピタキシャル成長

摘要

Hot-mesh CVD with various gas supply modes for the epitaxial growth of gallium nitride (GaN) on Si was investigated for the improvement of its crystallinity and optical properties. The optimal interruption time in an intermittent TMG gas supply was also investigated. As a result, the good crystallinity of GaN films was obtained by an intermittent gas supply of TMG and a continuous supply of NH_3 gas. The best crystallinity was obtained at an interruption time of 8 s.%GaNの省資源成長法として期待されるホットメッシュCVD法において、原料ガスの間欠供給がGaN結晶膜の特性にどのような効果をもたらすか調べた。これまでAINバッファー層成長過程においていくつかの間欠ガス供給パターンを用いてGaNの成長を行った。このAlNバッファー層形成条件についてはGaN結晶性向上にとって良好な条件を見出せたが、GaN膜の成長過程において最適な間欠ガス供給条件を見出していない。今回、気相反応を抑制することでGaN膜の特性を更に改善出来ないか、アンモニア及びアルキル金属原料ガスを間欠供給させ成長を行った。また、1パルスあたりのTMGの供給量を制御しGaN成長そ試みた。その結果、TMGを間欠供給、アンモニアを連続供給させた場合において結晶性、発光特性ともに優れたGaN膜が得られた。また、Ga原料ガス原料供給の周期8秒で最も良い結晶膜が得られた。