Growth of GaN-based devices on metal and glass substrates using layered BN

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H01886
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 30010:Crystal engineering-related
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: Kobayashi Yasuyuki 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (90393727)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡本 浩 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (00513342) ; 中澤 日出樹 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (90344613) ; 小豆畑 敬 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (20277867)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 半導体 / 結晶成長 / 半導体物性

Outline of Final Research Achievements

We grew hexagonal boron nitride (h-BN) thin films on glass substrates by plasma-assisted molecular beam epitaxy (MBE) and determined the thicknesses of the films (39 and 2 nm) by fitting their measured X-ray reflectance with a two-layer model. The 39-nm-thick film showed a clear peak of Raman active mode. The 39- and 2-nm-thick films exhibited a clear peak of infrared active mode. Atomic force microscopy images revealed that both h-BN films had atomically smooth surfaces. These results suggest that MBE can grow h-BN thin films on glass substrates.

Free Research Field

工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ガラス基板は、GaN系デバイス構造に使われるサファイア基板と比較して、大面積化が可能であり、経済的に安価であり、GaN系デバイス構造の適用範囲を大きく広げると期待される。しかしながら、ガラス基板上に単結晶GaN系デバイス構造を成長することは、一般的に困難である。今回、我々はそのガラス基板上に分子線エピタキシー法により、六方晶窒化ホウ素(h-BN)薄膜が成長することを見出した。今後、このh-BN薄膜をバッファ層としてこのh-BNバッファ層上に単結晶GaNデバイス構造が成長する可能性がある。