パルスモードホットメッシュCVD法による窒化物半導体のエピタキシャル成長

摘要

紫外・青紫LED，LD、また高温環境下で動作する電子デバイス用材料である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及びメッシュのパルス加熱がGaN結晶膜の特性にどのような効果をもたらすか調べた。これまでルテニウム（Ru）を坦持したメッシュ状タングステン（W）を用いたホットメッシュCVD法により、メッシュ温度1100℃において良好な結晶性と深い順位からの発光が無く強いバンド端発光を示すGaN膜の成長に成功している。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パルス供給させ成長を行った。また、Wメッシュ上でアンモニアの吸着・分解・脱離をパルス的に行い基板に供給することでGaNの特性にどのような影響が生じるか調べた。結果、TMGをパルス供給させアンモニアを連続供給させた場合においてGaNの結晶性、発光特性ともに優れた膜が得られた。また、メッシュのパルス加熱によるGaN成長においては結晶性の改善を見出せなかった。%Intermittent gas supplies in hot-mesh CVD for the epitaxial growth of gallium nitride (GaN) were investigated for the improvement of its crystallinity and optical properties. Pulse heating of the Ru coated W-mesh during the hot-mesh CVD was also tried for the enhancement of the high-density NHx supply. As a result, the good crystallinity of GaN films was obtained by intermittent gas supply of TMG and a continuous supply of NH_3 gas compared with other intermittent gas supplies. The pulse heating ofW-mesh did not result in the improvement of the film quality of GaN.