MOVPE法によるAlGaN結晶成長の熱流体解析

摘要

我々はこれまでにGaNおよびAlNのMOVPE法における反応過程を熱化学流体計算で解析してきた。AlN成長では原料の急激な気相反応が成長を阻害することが判り、今回は同様の問題が考えられるAlGaN結晶に関して成長圧力が10～100 kPaにおける反応過程を熱化学流体計算により解析した。100 kPaでは原料であるトリメチルガリウム(TMGa)、トリメチルアルミニウム(TMAl)およびアンモニア(NH{sub}3)が結晶成長に至る前に急激な気相反応を起こしていることが計算結果から判り、実際の実験においてもAlGaN成長が困難であった。一方、10 kPaの減圧下では原料分子間の衝突頻度が減少して気相反応を抑制できている様子が計算から得られ、AlGaN成膜が容易である状況を解析できた。