Creation of ultra-low defect gallium nitride crystals using a novel hybrid-type high-speed vapor phase epitaxy

Research Project

Project/Area Number	23K17743
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
Research Institution	Tokyo University of Agriculture and Technology
Principal Investigator	村上尚東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90401455)
Project Period (FY)	2023-06-30 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000) Fiscal Year 2025: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000) Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000) Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords	エピタキシャル成長 / 窒化ガリウム / 転位 / 低転位密度 / ハライド気相成長
Outline of Research at the Start	本研究では、GaNウエハの無転位化、大口径化、低コスト化の三つを満たすアプローチとして、THVPEとHVPEのハイブリッド法によるGaN高速成長を推進する。GaN微小種結晶の上でのGaCl3分子の吸着特異性を利用した選択的成長による低転位化、THVPE/HVPEハイブリッド成長による意図的な非成長領域形成による低転位化の二つのアプローチ検討を行う。さらに、拡径成長を組み合わせて、これまで達成がなされていない超低転位密度かつ大口径のGaN厚膜結晶の創製を目指す。また、転位の伝搬挙動を光学的手法や電子顕微鏡により明らかにし、効率的な転位低減のアプローチ提案、転位低減メカニズムを明らかにする。