ブックタイトル日本結晶学会誌Vol57No5

概要

日本結晶学会誌Vol57No5

266 日本結晶学会誌 第57 巻 第5 号（2015）秋本晃一ンを使ってさらにGaNを選択成長させることで作製されている．16）現在，この方法は厚い試料さらにはGaN基板を作製するのに用いられている．膜厚は30 ～ 50 μmであるが必ずしも平坦な試料ではない．試料omote，試料uraの強度比の入射X線波長依存性をそれぞれ図7 と図8に示す．以後の異常分散X線回折法についてのグラフは長波長側で強度が1 になるように規格化してある．図7 と図8 を比較すると試料omote，試料uraに明らかに違いがみられ，異常分散X線回折法による極性判別が可能であることがわかる．次に強度比のグラフから極性判別を行う．図7 と図8において長波長側の強度と短波長側の強度に着目すると，実験値のグラフ図7，図8の短波長側の強度は，計算値の図5 の短波長側におけるGa面，N面のいずれの場合の強度よりも大きくなっている．このため，同一試料の長波長側の強度と短波長側の強度の大小を比較することのみでは極性判別を行うことはできない．そこで，吸収端近くの変化をみることで極性判別を行った．吸収端近くを見ると図8ではピークが現れ，図7ではピークが現れていない．これはGa極性面とN極性面の違いが，吸収端近くで最も強調される結果により起こるためであると考えられる．計算結果の図5と比較すると，吸収端近くでピークが現れる場合はN極性面，ピークが現れない場合はGa極性面であると判別できる．この方法に従うと試料omoteはGa極性，試料ura はN極性をもっていると判別できた．5.2　MBE 試料分子線結晶成長法（MBE法）により作られた試料については，成長初期のバッファ層（核生成層）として，AlNバッファ層を用いるか，GaNバッファ層を用いるかによって極性を制御できることが報告されている．17）試料MBE（AlN），試料MBE（GaN）はAlN，GaNの核生成層を用いて分子線結晶成長法（MBE）により作製されたものである．その成長手法はサファイア基板を窒化させた後，核生成層としてそれぞれAlNを250 A とGaNを成長させ，その後にGaNバッファ層を2500 A成長させ，最後にGaNエピタキシャル層をMBE により成長させたものである．18）GaN薄膜の全体の膜厚は1 μmである．強度比の入射X線波長依存性をそれぞれ図9 と図10に示す．計算結果の図5と比較し，吸収端近くでピーク0.81.31.82.32.81.184 1.186 1.188 1.19 1.192 1.194 1.196 1.198 1.2 1.202 1.204強度比波長(Å)図7 試料omoteの強度比の入射X線波長依存性．（ExperimentalX-ray wavelength dependence of intensity ratiofor the growth surface side of the sample.）図5 と比較するとGa極性と判別できる．0.81.31.82.32.81.184 1.186 1.188 1.19 1.192 1.194 1.196 1.198 1.2 1.202 1.204強度比波長(Å)図8 試料uraの強度比の入射X線波長依存性．（ExperimentalX-ray wavelength dependence of intensity ratiofor the back side of the growth surface of the sample.）図5と比較するとN極性と判別できる．0.81.31.82.32.81.184 1.186 1.188 1.19 1.192 1.194 1.196 1.198 1.2 1.202 1.204強度比波長(Å)0.81.31.82.32.81.184 1.186 1.188 1.19 1.192 1.194 1.196 1.198 1.2 1.202 1.204強度比波長(Å)図9 試料MBE（GaN）の強度比の入射X線波長依存性．（Experimental X-ray wavelength dependence ofintensity ratio for the MBE grown sample with a GaNbuffer layer.）図5と比較するとN極性と判別できる．図10 試料MBE（AlN）の強度比の入射X線波長依存性．（Experimental X-ray wavelength dependence ofintensity ratio for the MBE grown sample with an AlNbuffer layer.）図5と比較するとGa極性と判別できる．