a面サファイア基板上にエピタキシャル成長したZnOおよび(Zn,Mg)O単結晶薄膜のX線回折による評価

摘要

異種基板上にヘテロエピタキシャル成長させる場合，一般的にはサファイア(α-Al{sub}2O{sub}3)の(0001)面が用いられている．しかし格子不整合が大きいため回転ドメインが発生し，結果として結晶性の低下が問題となっている．この問題を克服するためにさまざまな工夫が報告されている．例えば，中間緩衝層の導入，やc面以外のサファイア基板を用いたり，サファイア以外の基板上のZnO単結晶成長の報告例がある．サファイア上の種々の面指数におけるZnOエピタキシャル成長については，文献13)に体系的にまとめられている．α面サファイア基板上にZnOをc軸成長させると，サファイア(0001)の面間隔がZnO (1120)の面間隔のほぼ4倍に等しく，高次の格子整合が期待できる．そのため界面面内での方位ばらつき（ツイスト：Twist）が拘束され高品質単結晶膜の成膜に成功した報告がある．我々は同じくa面サファイア基板上にラジカル支援分子線エピタキシー(MBE)法により高品質なZnO単結晶薄膜を作製し，その上にZnO-MgO擬二元系固溶体薄膜層の単結晶エピタキシャル成長に成功し，その光学的，電気的特性を報告してきた．本報告では更にX線回折法を用いて結晶性やエピタキシャル方位について詳細な評価を行った結果を報告する．