2013 Fiscal Year Annual Research Report
Ｓｉ集積回路の限界打破のための結晶成長からのアプローチ
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22360131
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
成塚 重弥 名城大学, 理工学部, 教授 (80282680)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上山 智 名城大学, 理工学部, 教授 (10340291)
丸山 隆浩 名城大学, 理工学部, 教授 (30282338)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 電気・電子材料 / MBEエピタキシャル / 窒化ガリウム / 格子欠陥 / 低角入射マイクロチャンネルエピタキシー / 有機金属分子線成長 / 選択成長 / グラフェンマスク |
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| Research Abstract |
Si 基板上のIII-V チャンネルMOSFET やGaN 系発光素子の実現を目指し、分子線結晶成長による転位低減を可能とする低角入射マイクロチャンネルエピタキシー（LAIMCE）に関し研究した。本年度は本研究課題の最終年度にあたり、各要素技術の完成と研究の深化を目指した。
有機金属分子線成長を用いたa面GaNのLAIMCEにおいて、分子線の入射方向を途中で変化させる2段階法を用い、隣同士の結晶層の結合・平坦化を加速した。その結果、横縦比が大きく薄い平坦層の成長に成功した。また、層中の転位を透過電子顕微鏡で観察したところ、横方向成長領域で転位密度が大幅に低減することが確認された。窒素マイクロプラズマによる基板の表面処理に関して調べたところ、初期成長の平坦化、均一化に極めて有用であることがわかった。
一方、RFプラズマを用いたGaNの横方向成長を実現するため、ビーム誘起マイクロチャンネルエピタキシー（BILE）に関しても調べた。テンプレート基板の微細加工と分子線を超低角に供給する手法を組み合わせ、縦方向の成長は抑制し、横方向の成長を強調することで、RFプラズマを用いたBILEによる横方向成長に初めて成功した。従来のRFプラズマを用いたGaNの選択成長幅はたかだか数ミクロンと短く、最適成長条件の窓も狭かったが、本手法を用いることにより良好な横方向成長が可能であることが示せた。
LAIMCEで使用する選択成長マスクに関する検討もおこない、Ti、Wなどの高融点金属マスクならびにグラフェンマスクの実用化を図った。その結果、金属マスク上ではアドアトムの表面拡散距離が伸び、デヌーデッドゾーンを利用することで選択成長条件が緩和出来ることがわかった。一方、パターン化技術により作製したグラフェンマスクを用いたGaAsの選択成長では、成長温度の低温度化による成長表面の鏡面化に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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