RF-MBE法における新規高品質InN結晶成長手法の提案とInGaN結晶成長への応用

摘要

New radio-frequency plasma-assisted molecular beam epitaxy (RF-MBE) method, named droplet elimination by radical-beam irradiation (DERI), is proposed for the growth of InN. This method is composed of two series of growth processes: (1) droplet formation process and (2) droplet elimination process. In droplets are formed on a surface by either InN growth under an In-rich condition or simple In irradiation in droplet formation process. These droplets are eliminated and transformed to InN epitaxially on the underlayer in droplet elimination process, which is consisting of nitrogen radical beam irradiation. This method supplies simple and reproducible growth of a high-quality InN film, since DERI method can be monitored in situ by reflection high-energy electron diffraction (RHEED) intensity variation. This DERI method is also applied to InGaN growth. The results indicate that Ga preferably or selectively captures into InGaN layer and In, which is forced to sweep away to the surface, is transformed to InN on top of InGaN by droplet elimination process.%InN成長のための新しいRF-MBE（radio-frequency plasma-assisted molecular beam epitaxy）成長方法としてDERI（droplet elimination by radicalーbeam irradiation）法を提案する.本手法は、（1）ドロップレット形成プロセス、及び、（2）ドロップレット除去プロセスの2つのプロセスにより構成される.ドロップレット形成プロセスにおいて、InドロップレットはInリッチ条件下でのInN成長、もしくは、In照射により形成される.このドロップレットは、Nラジカル照射によるドロップレット除去プロセスにより除去されInNに変換形成される.この手法は、RHEED による回折パターン強度その場観察によりモニタリングできるため、高品質InN膜を簡便に再現性よく成長できる.このDERI法をInGaN成長に応用すると、InGaN中にGaが優先的に取り込まれるため、In はInGaN表面上にはき出され、このInはドロップレット除去プロセスによりInNに形成されることになる.