• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

窒化物半導体結晶のナノレベル構造評価解析技術の革新

Research Project

Project/Area Number 19032008
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

桑野 範之  Kyushu University, 産学連携センター, 教授 (50038022)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥8,000,000 (Direct Cost: ¥8,000,000)
Fiscal Year 2008: ¥4,000,000 (Direct Cost: ¥4,000,000)
Fiscal Year 2007: ¥4,000,000 (Direct Cost: ¥4,000,000)
Keywords電子顕微鏡 / 結晶工学 / ナノ組織 / 結晶成長 / 窒化物半達体 / 薄膜 / 欠陥 / 組織制御 / III-V 族窒化物半導体 / 微細組織 / ナノレベル / 評価解析 / 転位挙動
Research Abstract

本研究課題では、材料のナノ構造を詳細かつ定量的に解析する技術を検討・発展させ、薄膜試料に応用して薄膜の高品質化に資することを目的とした.
(1) 走査型電子顕微鏡(SEM)による転位の観察。
微細構造は多くの場合透過電子顕微鏡(TEM)による解析が行われているが、試料作製の困難さや観察領域の制限などの問題も多い. そこで、SEMでいかにして転位などの評価・解析が行えるかを検討した。その結果、角度選択後方散乱電子検出器(AsB)を用いることにより、半導体薄膜内の貫通転位を検知することに成功した。また、加速電圧やワーク長に伴う像コントラストの変化も詳細に調査した. とくに、試料の僅かな傾斜により像コントラスが変化することが見出し、像コントラストが回折の効果であることを確認した.
(2) 電子線後方散乱回折(EBSD)の応用。
EBSDパターンを詳細に解析することにより、薄膜試料の格子歪を広範囲に測定する技術を試行した。その結果、AlGaN/GaN試料において結晶軸傾斜が最大で0.5°、歪は約1%に達することを確認できた。測定の自動化により2次元マップ表示も可能となり、微細組織との対応させることができ、薄膜成長過程の解析に重要な情報となる。
(3) AIGaN, GaN薄膜成長過程と組織制御
ナノウィンドウマスクによる転位消滅過程を詳細に解析した. その結果、マスクが転位を集める効果の大きさは、実際のマスク幅より約500nm長い有効幅で表されることを明らかにした。すなわち、マスクウィンドウを500nmとするのが最も効率の良いマスク設計となる。さらに、マスク寸法と貫通転位の減少率を統計学的な考察により、初期転位密度とマスク寸法で表す式を提案した
このほか、AlGaN/GaN, AlN/周期溝テンプレートなど多くの薄膜試料の解析を行い、成長過程や欠陥の生成・消滅機構を解析した。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2009 2008 2007

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (20 results)

  • [Journal Article] Improvement in crystal orientation of AIN thin films prepared on Moelectrodes usingAIN interlavers2008

    • Author(s)
      T. Kamohara, M. Akiyama, N. Ueno, N. Kuwano
    • Journal Title

      CERAMICS INTERNATIONAL 34

      Pages: 985-989

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Changes in Microstructure of Al/AIN Interface during Thermal Cycling2008

    • Author(s)
      Y. Nagatomo, T. Kitahara, T. Nagase, Y. Kuromitsu, Harini Snciati N Knwann
    • Journal Title

      Maerials Transaction JIM 49

      Pages: 2808-2814

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Growth of crack-free A1GaN on selective-area-growth GaN2008

    • Author(s)
      II. Miyake, N. Masuda, Y. Ogawahara, M. Narukawa, K. Hiramatsu, T. Ezaki N. Kuwano
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth 310

      Pages: 4885-4887

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] AIN/sapphireテンプレート上に成長させたAlGaN/IGaN薄膜の微細組織制御2009

    • Author(s)
      桑野範之、江崎哲也、三宅秀人、平松和政
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期(第143回)大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] r面サファイア基板上に成長させたa面GaN薄膜内微細組織のTEM解析-12009

    • Author(s)
      黒木拓哉、江崎哲也、桑野範之、宮川鈴衣奈、三宅秀人、平松和政
    • Organizer
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 選択成長GaN/AINテンプレート上におけるAIGaN薄膜成長過程の電顕観察2009

    • Author(s)
      桑野範之、江崎哲也、池田賢一、中島英治、立花繁明、鈴木清一、三宅秀人、平松勅政
    • Organizer
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 周期溝加工AINテンプレート上に減圧HVPE法で成長させたA脳薄膜のTEM解析2009

    • Author(s)
      江崎哲也、桑野範之、奥浦一輝、三宅秀人、平松和政
    • Organizer
      第56回応用物理学関係連合講演
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] SAG-Gan上に成長させたCrack-free AIGaN層中の転位挙動2008

    • Author(s)
      江崎哲也、桑野範之、三宅秀人、平松和政
    • Organizer
      第50回日本顕微鏡学会九州支部総会/学術講演会
    • Place of Presentation
      久留米大学
    • Year and Date
      2008-12-06
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 低圧MOVPE法で成長させたa面GaN薄膜の微細構造2008

    • Author(s)
      黒木拓哉、江崎哲也、桑野範之、三宅秀人、宮川鈴衣奈、生川満久、平松和政
    • Organizer
      第50回日本顕微鏡学会九州支部総会厚術講演会
    • Place of Presentation
      久留米大学
    • Year and Date
      2008-12-06
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] ELO-GaNにおける転位挙動の解析とマスクサイズの最適化に関する検討2008

    • Author(s)
      江崎哲也、桑野範之、三宅秀人、平松和政
    • Organizer
      日本金属学会九州支部日本鉄鋼協会九州支部平成20年. 度合同学術講演会
    • Place of Presentation
      九州大学筑紫キャンパス
    • Year and Date
      2008-06-07
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 種々の検出器が捉えたSEM情報をどう読み解くか?2008

    • Author(s)
      佐藤馨、立花繁明、板倉賢、桑野範之
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第64回学術講演会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 半導体材料におけるSEM像コントラストの観察条件による変化2008

    • Author(s)
      桑野範之、板倉賢、釘山裕太、錦織豊、立花繁明
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第64回学術講演会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Dislocation behavior in MOVPE-GaN grown by the ELO method with nano-window mask2008

    • Author(s)
      N. Kuwano, T. Ezaki, K. Yoshida, H. Miyake, K. Hiramatsu
    • Organizer
      14th International Conference on Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (ICMOVPE-2008)
    • Place of Presentation
      Metz, France
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Growth of crack-free A1GaN on selective area growth GaN2008

    • Author(s)
      H. Miyake, N. Masuda, Y. Ogawahara, M. Narukawa, K. Hiramatsu, T. Ezaki and N. Kuwano
    • Organizer
      14th International Conference on Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (ICMOVPE-2008)
    • Place of Presentation
      Metz, France
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Electron Microscopy Analysis of Dislocation Behavior in HVPE-AIGaN Layer Grown on a Stripe-Patterned (0001) Sapphire Substrate2008

    • Author(s)
      Noriyuki Kuwano, Yuta Kugiyama, Yutaka Nishikouri, Tadashige Sato and Akira Usui
    • Organizer
      Second International Symposium on Growth of III-Nitrides
    • Place of Presentation
      Shuzenji, Shizuoka, Japan
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Reduction rate of threading dislocation density in GaN thin films grown by ELO method with a nano-window mask2008

    • Author(s)
      T. Ezaki, N. Kuwano, K. Yoshida, H. Miyake and K. Hiramatsu -RT. Ezaki, N. Kuwano, K. Yoshida H. Miyake and K. Hiramatsu
    • Organizer
      27th Electronic Materials Symposium, EMS-27
    • Place of Presentation
      Shuzenji, Shi itoka, Japan
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] ストライプ型マスクを用いた選択成長による貫通転位の減少率の検討2008

    • Author(s)
      桑野範之、江崎哲也、三宅秀人、平松和政
    • Organizer
      第69甲応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Scanning Electron Microscope Observation of Channeling Contrast for Characterization of Dislocations in Metals and Semiconductor Materials2008

    • Author(s)
      N. Kuwano, M. Itakura, Y. Nagatomo and S. Tachibana
    • Organizer
      The 9th Asia-Pacific Microscopy Conference (APMC9)
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] ナノウィンドウを用いたELO-GaNにおける転位挙動の解析2008

    • Author(s)
      江崎哲也、桑野範之、吉田一貴、三宅秀人、平松和政
    • Organizer
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部 船橋キャンパス
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] ストライプ加工した(0001)サファイア基板上に成長させたAlGaN膜2008

    • Author(s)
      釘山裕太、桑野範之、錦織 豊、佐藤忠重、碓井 彰
    • Organizer
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部 船橋キャンパス
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] r(1102)サファイア基板上にMOVPE法で成長させたGaN薄膜の微細構造観察2007

    • Author(s)
      福島 豊仁、釘山 裕太、木庭 大作、桑野 範之、南 雅博、荒木 正浩、星野 勝之、只友 一行
    • Organizer
      第49回日本顕微鏡学会九州支部総会・学術講演会
    • Place of Presentation
      九州大学筑紫地区キャンパス
    • Year and Date
      2007-12-01
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Nano-windowを用いたELO法で成長させたGaNにおける転位挙動の解析2007

    • Author(s)
      江崎 哲也、桑野 範之、吉田 一貴、三宅 秀人、平松 和政
    • Organizer
      第49回日本顕微鏡学会九州支部総会・学術講演会
    • Place of Presentation
      九州大学筑紫地区キャンパス
    • Year and Date
      2007-12-01
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] ストライプ加工したサファイア基板上にHVPE法で成長させたAlGaN層中の転位の挙動2007

    • Author(s)
      釘山 裕太、桑野 範之、錦織 豊, 佐藤忠 重, 碓井 彰
    • Organizer
      第49回目本顕微鏡学会九州支部総会・学術講演会
    • Place of Presentation
      九州大学筑紫地区キャンパス
    • Year and Date
      2007-12-01
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2007-04-01   Modified: 2018-03-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi