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

日本結晶学会誌 第57巻 第5号（2015） 267異常分散X線回折を利用したGaN結晶の極性評価が現れる場合は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ので，試料MBE（GaN）はN極性，試料MBE（AlN）はGa極性であると判別できた．この結果はPiquetteらの結果17）と一致する．5.3　MOVPE 試料次に，有機金属気相成長法（MOVPE法）により，サファイア基板上にAlNバッファ層を堆積し，GaNをエピタキシャル成長させた試料についての実験結果を図11と図12 に示す．図11 の試料の膜厚は2 μmであり，図12の試料の膜厚は2.8 μmである．これらの実験結果を図5の計算結果と比較すると，MOVPE法で作製した試料はどちらもGa極性をもつと判別できる．5.4　吸収効果の補正これまでの極性判別では，吸収端近傍で強度比にピークが現れるか現れないかで極性を判定した．これは吸収端をはさんだ長波長側の強度と短波長側の強度の大小の比較では計算値と実験値が異なり，極性を判定できないためであった．そこで，この違いを測定面によるX線の吸収の違いによって生じるものと考え，この吸収の効果を取り入れることを行った．実験に対応させて，吸収端の短波長側の0002 反射強度を1011 反射強度で割った強度比を膜厚の関数として実験的に求めることを試みた．約10 個の試料の測定から，薄膜の膜厚が0.5 ～3 μmに対して有効な経験式を得た．この経験式を使ってこれまで測定した試料について，それぞれの膜厚におけるGa極性の場合とN極性の場合の計算値と，強度比の実験値を図13 ～図16 に示した．図13 と図14 の試料は，極性は異なるが同じ膜厚であり，この経験式を使った方法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11 MOVPE法で作製した試料（膜厚2 μm）の強度比の入射X線波長依存性．（Experimental X-raywavelength dependence of intensity ratio for the 2 μmthick MOVPE grown sample.）図12 MOVPE法で作製した試料（膜厚2.8 μm）の強度比の入射X線波長依存性．（Experimental X-raywavelength dependence of intensity ratio for the2.8 μm thick MOVPE grown sample.）0.811.21.41.61.821.18 1.185 1.19 1.195 1.2 1.205 1.21強度比波長(Å)実験値Ga面Ｎ面図13 膜厚1 μmの試料の計算値および試料MBE（AlN）の強度比の入射X線波長依存性．（ExperimentalX-ray wavelength dependence of intensity ratio forthe MBE grown sample with a AlN buffer layer andcalculated results（ 1 μm） for both polarities.）0.91.11.31.51.71.92.12.32.52.71.18 1.185 1.19 1.195 1.2 1.205 1.21強度比波長(Å)実験値Ga面Ｎ面図14 膜厚1 μmの試料の計算値および試料MBE（GaN）の強度比の入射X線波長依存性．（ExperimentalX-ray wavelength dependence of intensity ratio forthe MBE grown sample with a GaN buffer layer andcalculated results（ 1 μm） for both polarities.）0.811.21.41.61.822.22.41.18 1.185 1.19 1.195 1.2 1.205 1.21 強度比波長(Å)実験値Ga面Ｎ面図15 膜厚2 μmの試料の計算値およびMOVPE試料（膜厚2 μm）の強度比の入射X線波長依存性．（Experimental X-ray wavelength dependenceof intensity ratio for the 2 μm thick MOVPE grownsample and calculated results（2 μm）for bothpolarities.）