2022 Fiscal Year Annual Research Report
Low dislocation AlN growth by super high temperature MOVPE in jet engine model
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20K21006
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
永松 謙太郎 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (40774378)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 高温結晶成長 / 深紫外LED / 窒化物半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、殺菌能力が高く、小型であることから注目を集めている深紫外LEDの下地層であるAlNの低転位化を実現することで長寿命化を目指すものである。AlNの低転位化には高い温度が必要なことが理解されてきたが、AlNの物性から求められる成長温度に対して十分な成長温度での結晶成長ができていなかった。そこで本研究ではAlNに対して高温と言える成長温度の実現とAlNの低転位化技術の構築を目的とした。
本研究では、既存の結晶成長装置では実現していない温度を実現する必要がある。そこで、本研究の基盤技術となる高温での結晶成長を実現するためにシミュレーションによる装置構成の確認を行い、実際に作製したモデルをベースにして高温で駆動可能な結晶成長装置を実現した。次に窒化アルミニウム原料の輸送中の反応である気相反応を抑制することに成功した。気相反応は高温での窒化アルミニウムの結晶成長では、これまで回避することが困難であり、高温成長への技術革新の妨げとなっていたが、本研究ではこの高温成長と気相反応によるトレードオフを解消することに成功している。この技術をベースとして窒化アルミニウムに対して高温と言える結晶成長温度を確認することが可能になり、高温成長により窒化アルミニウム大幅な結晶性改善が見られることを明らかにした。本結果は、窒化アルミニウムだけに限らず、高温成長が必要とされる材料に対して今後の可能性を高める研究結果となったと考えられる。
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