| 講演名 | 2004/11/4 Si(111)へのC^+イオン注入によるc-SiC/Si構造基板上へのGaN、InNのヘテロエピ成長(薄膜プロセス・材料,一般) 小林 隆弘, 橋本 明弘, 山本 嵩勇, |
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| 抄録(和) | Si(111)基板にC^+イオン注入を行い熱処理を施すことによって基板内部に立方晶SiC(c-SiC)の単結晶層を形成した。有機金属気相エピタキシ(MOVPE)法を用いて、このc-SiC単結晶層を中間層とするSi(111)基板上へのGaN、InN膜のヘテロエピ成長を検討した。C^+イオン注入は加速電圧180keV、基板温度600℃で行い、注入後、O_2雰囲気中1250℃、2時間の熱処理を行った。オージェ分析により、基板表面から0.3～0.5μmの深さにSiC層が存在することを確認した。c-SiC層は多結晶層部分と単結晶層部分とから成っており、c-SiC単結晶層の上部に存在するSiO_2、Siおよびc-SiC多結晶層を順次除去し、基板表面にc-SiC単結晶層を露出させた。c-SiC/Si(111)構造基板へのGaN、InN膜のMOVPE成長は、低温成長GaNバッファ層(成長温度550℃)を用いて、それぞれ、1000℃、600℃で行った。RHEED観察により六方晶GaN、InN単結晶膜が得られていることを確認した。得られたGaN、InN膜について、同条件で作製したα-Al_2O_3基板上膜との比較のもとに、結晶性、表面モフォロジ、電気的・光学的特性および残留応力について評価した。c-SiC/Si(111)構造基板上のGaN、InN膜の結晶性、電気的・光学的特性は、現状では窒化サファイア基板上膜に比べると劣るが、Si基板上GaN膜中の残留応力低減に関しては従来法に比べて優れていることがわかり、本技術が特にGaN成長に有望であることがわかった。 |
| 抄録(英) | We demonstrate a novel process to grow a single-crystalline GaN and InN film on Si(111) substrate. The process employs a 3c-SiC interlayer formed by C^+ ion implantation into Si(111) wafer followed by the annealing at 1250℃. The C^+-ion implantation is carried out with an acceleration voltage of 180 kV at 600 ℃. After the implantation samples are annealed in O_2 atmosphere at 1000-1250 ℃ for 2 hours. Layers of SiO_2. Si and polycrystalline c-SiC are successively removed and a single-crystalline c-SiC layer is exposed successfully on the surface. MOVPE growth of GaN and InN layer is performed at 1000℃ and 600℃, respectively, on a c-SiC/Si(111) template with a low-temperature(550℃) GaN buffer. Grown layers are confirmed to be single-crystalline from the RHEED patterns. Crystalline quality, surface morphology, electrical and optical properties, and residual stress for epitaxial films on the SiC/Si templates are evaluated and compared with those for films grown on sapphire (0001) substrates. Both crystalline quality and electrical and optical properties for these films are inferior compared with those for films grown on a nitrided sapphire substrate. A small residual stress in a GaN film grown on the SiC/Si template indicates that the process shown here is promising for GaN growth on Si. |
| キーワード(和) | GaN / InN / MOVPE / Si / SiC / 残留応力 |
| キーワード(英) | GaN / InN / MOVPE / Si / SiC / residual stress |
| 資料番号 | CPM2004-128 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | CPM |
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| 開催期間 | 2004/11/4(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 幹事氏名（和） | |
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| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Component Parts and Materials (CPM) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | Si(111)へのC^+イオン注入によるc-SiC/Si構造基板上へのGaN、InNのヘテロエピ成長(薄膜プロセス・材料,一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Heteroepitaxial growih of GaN and InN on a c-SiC/Si(111) templates formed by C^+-ion implantation into Si(111) |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | GaN / GaN |
| キーワード(2)（和/英） | InN / InN |
| キーワード(3)（和/英） | MOVPE / MOVPE |
| キーワード(4)（和/英） | Si / Si |
| キーワード(5)（和/英） | SiC / SiC |
| キーワード(6)（和/英） | 残留応力 / residual stress |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 小林 隆弘 / Takahiro Kobayashi |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 福井大学工学部 Department of Electrical and Electronics Eng., Faculty of Engineering, University of Fukui |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 橋本 明弘 / Akihiro Hashimoto |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 福井大学工学部 Department of Electrical and Electronics Eng., Faculty of Engineering, University of Fukui |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 山本 嵩勇 / Akio Yamamoto |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 福井大学工学部 Department of Electrical and Electronics Eng., Faculty of Engineering, University of Fukui |
| 発表年月日 | 2004/11/4 |
| 資料番号 | CPM2004-128 |
| 巻番号（vol） | vol.104 |
| 号番号（no） | 425 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | |