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J-GLOBAL ID：201702227045307780   整理番号：17A0591498

異なるN₂/Ar比の下におけるRF-スパッタリング法で蒸着した窒化インジウム層の形態と光学特性

Morphology and Optical Properties of RF Sputtering Deposited Indium Nitride Layers Under Different N₂/Ar Ratio

著者 (5件)： LI Hai-Zhu (Henan Univ., Kaifeng, CHN) ,  LI Ruo-Ping (Henan Univ., Kaifeng, CHN) ,  LIU Jun-Hui (Henan Univ., Kaifeng, CHN) ,  HAN Jun-He (Henan Univ., Kaifeng, CHN) ,  HUANG Ming-Ju (Henan Univ., Kaifeng, CHN)
資料名： Journal of Nanoscience and Nanotechnology  (Journal of Nanoscience and Nanotechnology)
巻： 17  号： 1  ページ： 524-529  発行年： 2017年01月 
JST資料番号： W1351A  ISSN： 1533-4880  CODEN： JNNOAR  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： III-V族化合物半導体の一つとして,InNの歴史は長いにも拘わらず,最も神秘的な材料の一つである。InNに関する主要なブレークスルーは,分子線エピタキシー(MBE)によって高品質の単結晶膜が合成され,InNのバンドギャップが1.9eVから0.7eVの非常に小さな値に修正されたときに起こった。InNは全てのIII族窒化物の中で最小の有効電子質量,高い電子移動度および高い飽和ドリフト速度を有する。InNは,解離温度(約630°C)が低く,あまり適切でない基板のためにGaNよりも成長が困難である。分解速度を低下させるために,InNは低い基板温度で堆積させることが重要である。この観点から,反応性RFスパッタリング法は,他の周知の成長法と比較してInN成長の有望な技術と考えられている。通常,結晶サファイアが,その利用可能性,六方対称性のために,ヘテロエピタキシー用の基板材料として使用される。しかし,バッファ層のない結晶サファイア上に直接堆積されたInN膜の結晶品質は,大きな格子不整合のために一般的に品質が劣る。本稿では,異なるN₂/Ar比の下においてRF-スパッタリング法でSi基板上に堆積した窒化インジウム層の形態と光学特性に関する研究結果を報告する。混合ガス中のN₂の割合が40%から100%の間で堆積させたInN膜は全てウルツ鉱型構造であった。また,N₂組成比が90%以上になると,高度にc軸配向したInN膜が蒸着することが分かった。更に,N₂の含有量が増加するに連れて,InN膜の成長速度および表面の2乗平均平方根(RMS)粗さはいずれも減少することが判明した。全ての膜においてNが僅かに多く,Nの原子パーセントは,N₂含有率が90%以上の場合にInの2倍で,これは主にSi基板の表面上の化学反応に起因することが分かった。N₂比が増加するにつれて,金属インジウムは反応を完了し,膜は単結晶になる傾向があることが分かった。N₂はArよりもスパッタリング収率が低く,電子捕獲能力が高いため,プラズマ密度が低下する。プラズマ密度はN₂含有量の増加に伴って減少し,膜成長速度および不純物欠陥の減少をもたらし,より小さな粒子サイズおよびより滑らかな表面をもたらすことが分かった。更に,酸素の混入とBurstein-Mossシフトにより,InN膜のバンドギャップは現在受け入れられている値よりも大きいことが明らかになった。

シソーラス用語： RFスパッタリング ,  *スパッタ蒸着 ,  *窒化インジウム ,  化合物半導体 ,  半導体薄膜 ,  *混合気体 ,  窒素 ,  アルゴン ,  *化学組成 ,  *配向 ,  *成長速度 ,  *表面粗さ ,  プラズマ密度 ,  単結晶 ,  粒径 ,  バンドギャップ ,  酸素 ,  不純物
準シソーラス用語： *c軸配向

分類 (2件)： 半導体薄膜  (BK14040E) ,  半導体結晶の電子構造  (BM02060N)

タイトルに関連する用語 (8件)： N2 ,  Ar ,  RF ,  スパッタリング法 ,  蒸着 ,  窒化インジウム ,  形態 ,  光学特性