高温プロセスによる新素材の展開

[1104] 相安定図からの窒化アルミニウム結晶開発

^○福山博之¹ (1.東北大学 多元物質科学研究所)

司会:武部博倫(愛媛大学)

キーワード：窒化アルミニウム, サファイア窒化法, Ga-Al液相成長法

紫外線は，空気，水，土壌の殺菌・浄化，樹脂硬化用光源や各種センサーなど応用範囲が広い．紫外LEDは，低消費電力・長寿命・コンパクト，水銀フリーの観点から急速に普及していくことが期待される．紫外LEDは，AlGaN系半導体より構成される．格子整合性の観点から，その基板材料として，AlN単結晶が最適であるが，昇華法によって作製されているため，未だサイズは小さく，極めて高価である．一方，多くの研究者がサファイア基板上へのAlN膜成長に関する研究を行っている．サファイア基板を用いると，安価に大口径のAlN膜基板が作製できるが，格子不整合が問題となり，有機金属気相成長法では，未だ多数の貫通転位が存在している．貫通転位は，LEDの内部量子効果を著しく低下させるので，できる限り転位を低減する必要がある．当研究室では，窒化反応の駆動力を制御して，サファイア基板表面を窒化し，高品質なAlN薄膜を得ることに成功している．この窒化サファイア基板の厚膜化の方法として，Ga-Alフラックスを用いた液相成長法を開発している．本講演では，サファイア窒化法，液相成長法および転位密度低減法について紹介する．