The Phase and crystal-growth study of group-III nitrides in a 2000C at 20 GPa region

III族窒化物の高温高圧相図決定と結晶成長

齋藤 寛之; 内海 渉; 金子 洋; 青木 勝敏

Saito, Hiroyuki; Utsumi, Wataru; Kaneko, Hiroshi; Aoki, Katsutoshi

大容量高圧プレスを用いたIII族窒化物の結晶育成を行っている。オプトエレクトロニクスや高出力・高周波動作半導体デバイス開発のキー物質であるIII族窒化物は、常圧で加熱すると融解に達する前に分解してしまう。このため、そのバルク結晶をブリッジマン法などの一般的な結晶成長方法によって作製することは困難である。高圧をかけることでこの分解を抑制し、メルトから結晶を育成できるようになることが予想される。高圧法を用いたGaN, AlGaNの結晶成長と、InNの高温高圧下での相安定性について報告する。

We have performed the synthesis study of group-III nitride crystals using a cubic-anvil-type large volume high pressure apparatus. Bulk crystals of the nitride compounds, which are key materials for developing optoelectronic and high-power/ frequency devices, can hardly be prepared by the conventional crystal growth technique such as the Bridgman method since they decompose on heating at ambient pressure before reaching the melting points. Appling pressure is expected to suppress decomposition reaction and consequently allow crystal growth from their melts. I will talk about the crystal growth of GaN and AlGaN under high pressure, and phase stability of InN under high pressure and temperature.