高圧下融液徐冷法によるIII族窒化物半導体単結晶育成

Single-crystal growth of group III nitride semiconductors by slow cooling of their melts under high pressure

内海 渉; 齋藤 寛之; 谷口 尚*; 青木 勝敏

Utsumi, Wataru; Saito, Hiroyuki; Taniguchi, Takashi*; Aoki, Katsutoshi

GaN単結晶の新しい合成法である「高圧下でその融液を徐冷して単結晶を育成する手法」を紹介する。6GPaを超える超高圧下では、高温におけるGaと窒素への分解が抑制され、GaNが液体として存在できる。この現象に基づいて、大型プレスの高温高圧装置を用いた融液徐冷法によるGaN単結晶育成が可能になってきた。AlN-GaN混晶やInN結晶など、他のIII族窒化物半導体結晶合成への展開の現状と見通しについても述べる。

New method of the single crystal growth of GaN is introduced, which is based on the slow cooling of its melt under high pressure. Applying high pressures above 6 GPa prevented decomposition into Ga and nitrogen and allowed the congruent melt of GaN at high temperature. Using a large volume high pressure-temperature apparatus, high quality single crystals of GaN were successfully synthesized. This technique is also applied for the synthesis of other nitride crystals such as AlN-GaN alloy and InN.