c面GaNに格子整合する組成近傍の四元混晶AlGaInNエピタキシャル膜の成長と結晶及び光学特性評価

摘要

可視光GaN系LDのクラッド層としての応用を目指し、有機金属化学気相成長法（MOCVD）により、c面GaN/サファイアテンプレート上に150nmを超える四元Al_xGa_yIn_zN膜（0.532≤ x ≤ 0.716, 0.146≤y≤0.366, 0.092 ≤ z ≤ 0.182）を成長した。サファイア上のGaNに格子整合する合金組成に近いAlGaInN膜はエピタキシャルに成長していることが確認され、格子歪みの強さとその方向に関係なく比較的平坦な表面を示した。AlGaInN膜の結晶品質は、下地GaN膜の結晶品質を引き継いでいることが観察された。またその屈折率は可視波長域で約2.3～2.4の範囲であり、その合金組成にはほとhど依存しない結果となった。分光エリプソメトリー（SE）とフォトルミネッセンス（PL）測定結果より、MOCVD成長したAlGaInN膜は吸収端波長に影響を与えるほどの組成変動があることが示された。