2019 Fiscal Year Annual Research Report
クリーンプロセスによる高品位窒化アルミニウムバルク単結晶の成長
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18J11081
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
岸元 克浩 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2020-03-31
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| Keywords | 窒化アルミニウム / p型伝導 / カーボン / pコンタクト層 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
主に以下の二つを行った．1.本研究で提唱している新たなAlN厚膜成長法(EVPE法)に用いる成長装置の大幅な改造．2.カーボン源供給によるAlN表面のp型伝導制御．
まず1について述べる．AlとN2を原料とするEVPE法ではAlを加熱することで生じるAlガスを利用する．加熱温度はAlの融点よりも高いため成長中のAlは融液として存在する．Al融液は這い上がる性質があり，しばしば原料トレーからあふれ出し，他の装置部品の損傷を引き起こしていた．従来の横型装置では深さ方向にスケールが取れず，あふれ出しを制限するのは限界があった．そこで縦型装置への一新を行った．加えて縦型装置では煙突効果による自然な原料ガスの流れを利用した原料効率(成長速度)の向上を狙う工夫等も取り入れた．実際に新装置を立ち上げ，それを利用してAlNが成長できること，およびAlのあふれ出しが抑制されていることを確認した．今後は新装置における条件の最適化等が必要である．
次に2について述べる．本研究ではカーボン不純物が高密度にドープされたAlNの表面において高いキャリア密度のp型伝導が生じることを発見した．また実際にカーボン源(プロパン)をAlN成長中に供給することで，AlN表面のp型伝導層の形成に成功した．p型のAlNや高Al組成AlGaNでは電極とのコンタクトが大きな課題(ショットキーかつ高抵抗)である．カーボン系表面p型伝導層を高Al組成(80%)のp型AlGaNの表面に形成後，電極を蒸着し，電流電圧特性を測定すると，表面伝導層無しの従来の場合と比較して同電圧での電流値が2倍以上となった．つまり，本研究で得られたカーボン系表面伝導層は高Al組成AlGaNのpコンタクト層として機能しうる可能性が示唆された．
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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