窒化物半導体結晶成長の放射光その場X線回折

In situ synchrotron X-ray diffraction in crystal growth of nitride semiconductors

佐々木 拓生; 高橋 正光

Sasaki, Takuo; Takahashi, Masamitsu

窒化ガリウム(GaN)に代表される窒化物半導体はLEDや高周波パワーデバイスとして実用化されており、その応用範囲の拡大がなお一層期待されている。窒化物半導体は1994年の高輝度青色LEDが発表されて以降、比較的短時間で普及に至ったという経緯から、今なお、表面・界面や欠陥構造など未知な部分が多い。現在、デバイス性能の飛躍的な向上のためには、このような結晶成長の基礎の部分を十分に理解することが重要と考えられている。放射光を用いたその場X線回折は極めて有用な評価技術といえる。SPring-8、BL11XUでは、分子線エピタキシー(MBE)装置 とX線回折計(XRD)とが一体化したMBE-XRDシステムを有しており、これまでGaAs系半導体の放射光その場X線回折を行ってきた。そして、欠陥やストレス、表面・界面の挙動を多角的に明らかにしてきた。これまでは、GaAs系半導体に特化していたが、2015年1月に窒化物半導体用の新たなMBE装置を導入し、4月から放射光実験を開始している。本発表では、装置構成の詳細を紹介するとともに、GaN初期成長中に新たに見出された特異な格子変形現象について報告する。

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