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新しい原料分子を用いたハイドライド気相成長法による高品質InGaN厚膜の成長

Research Project

Project/Area Number 14J05164
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Crystal engineering
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

平﨑 貴英  東京農工大学, 大学院工学府, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
KeywordsHVPE / THVPE / InGaN / 厚膜成長 / 窒化物半導体 / 気相成長 / エピタキシャル成長
Outline of Annual Research Achievements

発光効率が100%かつ信頼性の高い発光ダイオードやレーザーダイオードを実現するためには、高品質なInxGa1-xN厚膜の実現が必要不可欠である。本研究では従来不可能であったInGaN厚膜実現のため、新規成長手法を用いてInGaN厚膜成長を行った。平成26年度はIn組成を0~25%まで制御することに成功したことに加え、step grade法による高品質な高In組成InGaNの成長の可能性を見出してきた。最終年度である平成27年度はこれまでに得られた知見を元に、①全In組成にわたって組成制御されたInGaN成長、②InGaN厚膜成長に関して検討を行った。
全In組成にわたって組成制御されたInGaN成長の検討においては、熱力学解析によって得られた知見を元に成長条件の最適化を行った。その結果、ほぼ全In組成においてInGaNを成長することに成功した。熱力学解析の結果が示唆するように、NH3供給分圧を増加させることで高温成長時においても、よりIn組成の大きなInGaNが成長できることを明らかにした。またNH3供給分圧が大きな条件で成長したInGaNの光学特性は、一般に窒化物結晶のフォトルミネッセンス(PL)測定時に見られる深い順位に由来するブロードな発光が現れないことを明らかにした。
厚膜成長においては、10μmを越えるIn組成5%のInGaN厚膜の成長に成功した。従来法によって成長したInGaNの膜厚は最大でも2μm程度であり、10μmを超えるような膜厚を持つInGaNを実現した例はこれまでにない。X線構造解析やPL測定を用いて得られたInGaN厚膜の評価を行った所、結晶品質や光学特性を維持したままInGaNの厚膜成長を達成していることが明らかとなった。この結果から、本成長手法はInGaN厚膜の成長手法として有用であることが示唆された。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Investigation of NH3 input partial pressure for N-polarity InGaN growth on GaN substrates by tri-halide vapor phase epitaxy2016

    • Author(s)
      T. Hirasaki, T. Hasegawa, M. Meguro, Q. T. Thieu, H. Murakami, Y. Kumagai, B. Monemar, A. Koukitu
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 55 Issue: 5S Pages: 05FA01-05FA01

    • DOI

      10.7567/jjap.55.05fa01

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] High Temperature Growth of Thick InGaN Layers using Tri-Halide Vapor Phase Epitaxy2016

    • Author(s)
      M. Meguro, T. Hirasaki, T. Hasegawa, Q. T. Thieu, H. Murakami, Y. Kumagai, B. Monemar, A. Koukitu
    • Organizer
      The 4th International Conference on Light-Emitting Devices and Their Industrial Applications’16
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama (Yokohama city, Kanagawa)
    • Year and Date
      2016-05-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Growth of Thick InGaN and GaN by Tri-Halide Vapor Phase Epitaxy with high rate2015

    • Author(s)
      H. Murakami, T. Hirasaki, Q. T. Thieu, R. Togashi, Y. Kumagai, K. Matsumoto, A. Koukitu
    • Organizer
      Collaborative Conference on Crystal Growth (3CG)
    • Place of Presentation
      Kowloon, Hong Kong
    • Year and Date
      2015-12-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Influence of NH3 Input Partial Pressure on InGaN Growth by Tri-Halide Vapor Phase Epitaxy2015

    • Author(s)
      T. Hirasaki, T. Hasegawa, M. Meguro, H. Murakami, Y. Kumagai, B. Monemar, A. Koukitu
    • Organizer
      6th International Symposium on Growth of III-Nitrides (ISGN-6)
    • Place of Presentation
      Act City Hamamatsu (Hamamatsu city, Shizuoka)
    • Year and Date
      2015-11-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Thick (>10 μm) and High Crystalline Quality InGaN Growth on GaN(000-1) Substrate by Tri-Halide Vapor Phase Epitaxy2015

    • Author(s)
      T. Hirasaki, T. Hasegawa, M. Meguro, H. Murakami, Y. Kumagai, B. Monemar, A. Koukitu
    • Organizer
      9th International Workshop on Bulk Nitride Semiconductors (IWBNS-IX 2015)
    • Place of Presentation
      Wonju, South Korea
    • Year and Date
      2015-11-02
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Tri-Halide Vapor Phase Epitaxy of Thick GaN and InGaN Layers2015

    • Author(s)
      H. Murakami, T. Hirasaki, Q. T. Thieu, R. Togashi, Y. Kumagai, K. Matsumoto, A. Koukitu
    • Organizer
      9th International Workshop on Bulk Nitride Semiconductors (IWBNS-IX 2015)
    • Place of Presentation
      Wonju, South Korea
    • Year and Date
      2015-11-02
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Growth of GaN and InGaN thick epitaxial layers by tri-halide vapor phase epitaxy2015

    • Author(s)
      H. Murakami, T. Hirasaki, Q. T. Thieu, R. Togashi, Y. Kumagai, K. Matsumoto, A. Koukitu
    • Organizer
      Workshop on Frontier Photonic and Electronic Materials and Devices
    • Place of Presentation
      Kyoto University (Kyoto city, Kyoto)
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] トリハライド気相成長法を用いたInGaN厚膜成長2015

    • Author(s)
      平﨑貴英,目黒美佐稀,ティユ クァン トゥ, 村上尚,熊谷義直,Bo Monemar,纐纈明伯
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場 (愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] DEMONSTRATION OF HIGH-SPEED InGaN GROWTH BY TRI-HALIDE VAPOR PHASE EPITAXY2015

    • Author(s)
      T. Hirasaki, T. Hasegawa, M. Meguro, Q. T. Thieu, H. Murakami, Y. Kumagai, B. Monemar, A. Koukitu
    • Organizer
      The 4th International Seminar for Special Doctoral Program ‘Green Energy Conversion Science and Technology
    • Place of Presentation
      Yamanashi University (Kofu city, Yamanashi)
    • Year and Date
      2015-08-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of NH3 Input Partial Pressure on InGaN Growth by Tri-Halide Vapor Phase Epitaxy2015

    • Author(s)
      T. Hirasaki, T. Hasegawa, M. Meguro, H. Murakami, Y. Kumagai, B. Monemar and A. Koukitu
    • Organizer
      34th Electronic Materials Symposium
    • Place of Presentation
      ラフォーレ琵琶湖(滋賀県守山市)
    • Year and Date
      2015-07-15 – 2015-07-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of NH3 Input Partial Pressure on InGaN Growth by Tri-Halide Vapor Phase Epitaxy2015

    • Author(s)
      T. Hirasaki, T. Hasegawa, M. Meguro, H. Murakami, Y. Kumagai, B. Monemar, A. Koukitu
    • Organizer
      第34回 電子材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      ラフォーレ琵琶湖 (滋賀県守山市)
    • Year and Date
      2015-07-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] トリハライド気相成長法(THVPE法)を用いた InGaN成長におけるNH3供給分圧の影響2015

    • Author(s)
      平﨑 貴英、長谷川 智康 、目黒 美佐稀、村上 尚、 Bo Monemar、熊谷 義直 、纐纈 明伯
    • Organizer
      第7会窒化物半導体結晶成長講演会
    • Place of Presentation
      東北大学片平キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-05-07 – 2015-05-08
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] トリハライド気相成長法を用いたInGaN成長におけるNH3供給分圧の影響2015

    • Author(s)
      平﨑貴英, 長谷川智康,目黒美佐稀,村上尚,熊谷義直,Bo Monemar,纐纈明伯
    • Organizer
      第8回窒化物半導体結晶成長講演会
    • Place of Presentation
      東北大学 片平キャンパス (宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-05-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Temperature Dependence of InGaN Growth by Tri-Halide Vapor Phase epitaxy2014

    • Author(s)
      T. Hirasaki, Y. Watanabe, T. Hasegawa, H. Murakami, Y. Kumagai, A. Koukitu
    • Organizer
      10th International Symposium on Semiconductor Light Emitting Diodes (ISSLED-10)
    • Place of Presentation
      Kaohsiung, Taiwan
    • Year and Date
      2014-12-14 – 2014-12-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication of α-(AlGa)2O3 on sapphire substrate by mist CVD2014

    • Author(s)
      T. Hatakeyama, K. Tanuma, S. Osawa, Y. Sugiura, T. Onuma, T. Hirasaki, H. Murakami, T. Yamaguchi, T. Honda
    • Organizer
      10th International Symposium on Semiconductor Light Emitting Diodes (ISSLED-10)
    • Place of Presentation
      Kaohsiung, Taiwan
    • Year and Date
      2014-12-14 – 2014-12-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Mist Chemical vapor deposition growth of low Al-composition α-(AlGa)2O32014

    • Author(s)
      T. Hatakeyama, K. Tanuma, S. Osawa, Y. Sugiura, T. Onuma, T. Hirasaki, H. Murakami, T. Yamaguchi, T. Honda
    • Organizer
      Joint Symposia of The 1st Innovation forum of Advanced Engineering and Education (IFAEE-1) and The 21st International SPACC Symposium
    • Place of Presentation
      Kogakuin-univ. (Tokyo, Shinjuku)
    • Year and Date
      2014-10-31 – 2014-11-03
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] トリハライド気相成長法(THVPE法)を用いた InGaN成長における成長温度の影響2014

    • Author(s)
      平﨑 貴英、渡辺 雄太、石川 真人、村上 尚、 熊谷 義直、纐纈 明伯
    • Organizer
      33rd Electronic Materials Symposium
    • Place of Presentation
      ラフォーレ修善寺(静岡県伊豆市)
    • Year and Date
      2014-07-09 – 2014-07-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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