利用報告書
課題番号 ：S-19-OS-0057
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：窒化物半導体極性反転積層導波路型波長変換デバイスの作製
Program Title (English) ：Fabrication of nitride semiconductors polarity-inverted waveguide wavelength conversion devices
利用者名（日本語） ：今井翔吾, 上向井正裕, 谷川智之, 片山竜二
Username (English) ：S. Imai, M. Uemukai T. Tanikawa and R. Katayama
所属名（日本語） ：大学大学大学院工学研究科
Affiliation (English) ：Graduate School of Engineering, Osaka University
１．概要（Summary ）
窒化物半導体を用いて高効率な波長変換デバイスを実現するには、極性を反転して積層した導波路構造が必要となる。DCパルススパッタリング法は、原子を間欠的に供給することにより原子の表面マイグレーションを促進し、薄膜でも高品質な結晶を成長できる。この方法における極性制御技術を確立するため、サファイア基板上にGaN薄膜を成長し、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて極性の評価を行った。
２．実験（Experimental）
【利用した主な装置】
【実験方法】
走査型電子顕微鏡を使用し、DCパルススパッタリング法により成膜したGaN薄膜表面のSEM観察を行った。その後GaN薄膜の極性評価のためKOH水溶液によるウェットエッチング処理を行い、再度GaN薄膜表面のSEM観察を行った。
３．結果と考察（Results and Discussion）
結晶成長直後のGaN薄膜の表面SEM像を図1に示す。厚さ126 nmという薄膜にもかかわらず、有機金属気相成長（MOCVD）法では得られない連続膜を得ることができた。しかしピットや溝が残っており、より原子が拡散しやすい条件で結晶成長することにより、平坦性の向上が期待できる。
次にKOHウェットエッチング後の表面SEM像を図2に示す。エッチングが進行し窒化物半導体に特徴的な六角錐構造が観察されたことから、このGaN薄膜がN極性であることがわかった。
図1 成長直後のGaN薄膜表面SEM像
図2 KOH処理後のGaN薄膜表面SEM像
４．その他・特記事項（Others）
・謝辞
装置使用方法について技術指導していただいた大阪大学 分子・物質合成PFの支援員の方に感謝致します。
・競争的資金
科学研究費補助金 基盤研究（A）, H29～R3年度, 片山竜二, “強誘電体・常誘電体積層光導波路を用いた量子計算システムの開発”
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
なし
６．関連特許（Patent）
なし
