| 色 | 波長 | |
| 紫 | 380 - 450 nm | |
| 青 | 450 - 495 nm | |
| 緑 | 495 -570 nm | |
| 黄 | 570 - 590 nm | |
| 橙 | 590 - 620 nm | |
| 赤 | 620 - 750 nm |
なんで、半導体レーザ の 研究者 って、
あーゆー性格になるのでしょうか？ （ ぼそっ ） 。
生成素子 が 言う通りにならないから、
他人に対しては言う事を聞かせようとするのでしょうか？
ちなみに、GaＮレーザは、405nm であり、
左表から、ぢつは青色ではなく、紫色 …… 100歩譲っても、青紫色 …… であることがわかる。
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ああ …… 、
σ(-_-) は、いまだに、貴方に教わった格子定数差に囚われており、
σ(-_-) の頭の中の結晶成長炉は、いまだに均一な GaN 結晶を生成できません T^T;
GaN Homogeneous Crystal !
Select of Material
セレン化亜鉛か窒化ガリウムかどちらにするかという重要な問題であった。当時学会での研究発表はセレン化亜鉛に関するも
Two-Flow Method By Nakamura
MOCVD 装置1990 年の 2 月ころ、解決の糸口を見出し、同年夏になって、最終的に、
ガリウム化合物を含む原料ガスを基板に水平に、そして窒素および水素ガスを基板に垂直な
方向から送り込む方法が最適であるとの結論に達した。
これまでとは全く異なるのツーフロー方式と名づけた製膜法が開発された。この新しく開発した装置によ
り、ようやくにして透明な窒化ガリウム薄膜を得ることに成功した。
GaNに最も近い格子定数をもつ半導体はサファイア(Al2O3)とシリコンカーバイド(SiC)であるが、GaNと比べてそれぞれ15%、5%程度の違いがある。0.01%が理想だとするとどっちもどっちだが、大量生産のことを考えると安価なサファイアの方をとるべきだろう。中村氏はこちらをとった。
ただし、これだけでは格子定数の違いの問題は解決しておらず、ツーフローMOCVDのほかに「ツーステップ成長法」も採用している。これは格子定数の違う二つの層の間に緩衝の役割を果たす「バッファ層」を作る方法だ。サイズの違う卵ケースどおしの間に布の布巾を挟んでやるようなものだ。具体的には低温の薄い窒化ガリウム層を基板の上に成長させる。これによってとりあえず基板の上に使える結晶薄膜を成長させることができた。
Low temperature deposition buffer layer by Prof. Akasaki
従来の窒化ガリウム成膜法としてのHVPE法およびMBE法に問題があることを以前から認識していた。
すなわちHVPE法では成膜速度は大きいが、薄膜の結晶性が悪いことが問題であった。他方MBE法では成膜速度が低いこと、および超高真空中で成膜するために、蒸気圧が極めて高い窒素が抜けやすく、化学量論的組成になりにくいことが問題であった。そこで1984年、化学量論的組成の実現が可能で、単一温度領域で成膜速度が適当な有機金属化合物気相成長法（MOCVD法）を採用することにした。基板としてはMOCVD法での成長温度である1,000℃以上の成膜温度に耐え、窒化ガリウムと結晶対称性の似たサファイアを選択した。しかしながら窒化ガリウムは16％の格子定数の差があり、均一なヘテロエピタキシャル膜を成長させることが困難であることが予想された。
窒化ガリウムに適したMOCVD装置は当時なかったので、と天野は自ら装置設計と製作を行った。新規に製作したMOCVD装置を用い、基板温度、反応真空度、反応ガス流量、添加不活性ガス流量、成膜時間等々さまざまな条件の組み合わせで実験を繰り返し、成膜条件の最適化を試みた。2年間で約1,500回を越える成膜実験を行ったが、均一な窒化ガリウム薄膜は得られなかった。
と天野はそれまで行った成膜実験を詳細に検討し、均一な窒化ガリウム薄膜を得る方策として、サファイア基板と窒化ガリウムの間に、低温で中間バッファ層を形成することを着想した。バッファ層の候補材料として窒化ガリウム、窒化アルミニウム、炭化シリコンおよび酸化亜鉛を考えていた。1986年窒化アルミニウムをバッファ層として、その上に均一な窒化ガリウム薄膜を得ることに成功した。
