サファイア基板上におけるGaN薄膜初期成長の計算化学的検討

○小野津 崇之	おのづ たかゆき		東北大院工
  稲葉 祐策	いなば ゆうさく		東北大院工
  高見 誠一	たかみ せいいち		東北大院工
  久保 百司	くぼも もじ		東北大院工
  宮本 明	みやもと あきら		東北大院工
  家近 泰	いえちか やすし		住友化学
  前田 尚良	まえだ たかよし		住友化学

III-V族窒化物半導体であるGaNは、高出力の青色LEDが実現されており、室温
での短波長レーザー発振の実現などから、次世代のDVD用光源としても期待さ
れている。しかしながら、その製膜過程で結晶性に影響を与えている薄膜/基
板界面での微細構造についてはまだ十分な理解は得られていない。そこで本研
究では、分子動力学(MD)法と密度汎関数法を用いて、サファイア基板上のGaN
の結晶成長過程に影響を与えている、ヘテロ界面の微細構造について計算化学
的な観点から検討した。MD計算の結果より、N原子はAl原子と強く相互作用し、
それほど大きく拡散しなかったが、Ga原子は基板表面を均一に拡散する傾向が
見られた。このことより、界面ではAl-N結合が支配的であると考えられる。さ
らに、低温でGaN層を結晶成長させ、高温でアニーリングすることによって、
GaN表面の結晶方位がどのような影響を受けるかについても検討した。