2012 Fiscal Year Annual Research Report
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12J00812
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
隅 智亮 大阪大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | 窒化ガリウム / 結晶成長 / 気相成長 |
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| Research Abstract |
本研究の主な目的はバルク窒化ガリウム結晶の成長である。バルク窒化ガリウム結晶では高速成長、長時間成長、高品質、高純度の4点が非常に重要である。本研究で窒化ガリウム結晶成長に用いる、酸化ガリウムを原料とした窒化ガリウム結晶成長法では原理的に長時間成長が可能であり、残る3点についての研究をすすめている。
今年度は、窒化ガリウム結晶の成長において、有用性が高いとされる無極性a面成長における酸素濃度について調査を行った成果を論文として発表した。また、結晶品質について、通常の有極性c面成長及び無極性a面成長において結晶性及び転位密度を評価し得られた成果について発表を行った。
酸素濃度についてはa面の成長において結晶中の酸素濃度と温度及びアンモニア分圧の関係についての成果をまとめた。成長速度はアンモニア分圧が高いほど低下し、高温では酸化ガリウムの供給量を増加させることにより平坦性を保ったまま向上した。酸素濃度は高温・高アンモニア分圧ほど低減した。本成果を学術論文にまとめて発表した。
結晶性については、c面及びa面で調査を行った。c面では成長速度に対して極小値を持つことがわかった。また、その極小値は高温ほど速い成長速度をとることがわかった。このことからc面成長では、高温成長により結晶性の良好な結晶の高速成長が期待できる事がわかった。a面では平坦性の高い結晶が得られ、結晶品質は種基板と同等のであった。以上の成果をまとめて学会にて発表した。
更に、c面成長において結晶品質と膜厚の関係について調査を行った。成長結晶の結晶性は膜厚が増加するほど良好になった。転位密度は膜厚の増加とともに低減した。本成果をまとめて学会において発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現状では酸素濃度の測定には至っていないものの種基板の結晶性を引き継ぎ成長速度が目標値である100μm/hを超える140μm/h程度の成長速度を達成したためである。
また、膜厚の増加とともに結晶性がよくなるといった新たな結果を得ることに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
現状では育成炉の炉壁に多結晶が発生する。そこで育成温度を上昇させることにより多結晶の発生を抑制する。
また、高純度な原料を使用し不純物濃度測定を行い結晶中の残留酸素濃度の特定を行う。
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