2013 Fiscal Year Research-status Report
新規面方位制御技術を用いた非極性窒化ガリウムおよび窒化物半導体結晶の創製
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25390064
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
村上 尚 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90401455)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 窒化物半導体 / 選択成長 / 半極性 / 基板加工 / 異方性エッチング |
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| Research Abstract |
次世代の高効率光・電子デバイス実現のキーとなる高品質非極性面窒化物半導体結晶の実現を目指し、面方位の新たな制御技術の確立を目的とし、GaAs基板の各種面方位によるエッチング異方性を利用した基板加工、およびそれに続く加工基板上への窒化物半導体結晶の選択的結晶成長を試みた。
平成25年度は、GaAs(110)基板加工および基板のエッチング条件の探索を実施し、優先的にGaAs(111)Aファセットを形成する条件、(111)Aおよび(111)Bファセットの両方を形成する条件を見出すことに成功した。また、形成したファセット面上への選択成長についてGaNおよびInNの成長を実施した。
GaN成長については、最適な成長温度が1000℃付近と高温のため成長時にGaAs基板の劣化が生じ、高品質の結晶を得るに至らなかった。しかし、過去の申請者の研究でGaAs基板上への低温堆積緩衝層の導入による基板劣化抑制の知見があり、今後低温堆積緩衝層の導入を検討し、基板劣化を抑えた選択成長の実現を試みる予定である。
InN成長については、(111)Aおよび(111)Bファセットを形成した基板上への成長を試みた。InNは成長温度によりその極性安定性が異なり、高温においては窒素極性(表面窒素原子が一層下のインジウム原子と3本の結合を形成している様)が安定となり、(111)B面へ選択的に成長する様子が確認された。今後、成長膜厚の増加を試み半極性InN膜の作製を実施する予定である。
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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
GaAs基板の異方性エッチング挙動について詳細に把握することができ、再現性良く(111)Aファセット、(111)Aおよび(111)Bファセットの形成を可能とした。
GaN成長については、基板劣化の問題が浮上し今後低温堆積緩衝層の導入を形成することとなるが、InN成長については選択成長を確認することができ、今後半極性InN膜の形成が期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
上述したように、GaNの選択成長実験については成長温度の高温化に伴うGaAs基板の劣化が問題点として浮上した。平成26年度以降の研究においては、低温堆積緩衝層をはじめとする基板表面保護膜の導入を検討し、その後GaN選択成長および半極性GaN膜の形成を試みることとする。また、成長した膜中の結晶欠陥(貫通転位)の挙動を解析し、高品質膜形成の指針として役立てる。
InN成長については選択成長を確認することができたため、今後成長膜厚の増加による半極性InN膜の形成を目指し、成長最適条件の探索を実施する。また、成長したInN膜の結晶性、特に転位伝搬挙動の解析を実施し、高品質膜形成を目指す。
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[Presentation] Influence of growth parameters on homo-epitaxial growth of thick AlN layers by HVPE on PVT-AlN substrates2013
Author(s)
Y. Kumagai, T. Nukaga, R. Sakamaki, Y. Kubota, T. Nagashima, T. Kinoshita, B. Moody, J. Xie, H. Murakami, A. Koukitu, and Z. Sitar
Organizer
8th International Workshop on Bulk Nitride Semiconductors (IWBNS-VIII)
Place of Presentation
Seeon, Germany
Year and Date
20131002-20131002
Invited
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[Presentation] Properties of homoepitaxial AlN layers grown by HVPE on PVT-AlN substrates2013
Author(s)
T. Nagashima , Y. Kubota, R. Okayama, T. Kinoshita, B. Moody, J. Xie, H. Murakami, Y. Kumagai, A. Koukitu, R. Collazo, and Z. Sitar
Organizer
8th International Workshop on Bulk Nitride Semiconductors (IWBNS-VIII)
Place of Presentation
Seeon, Germany
Year and Date
20131002-20131002
Invited
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[Presentation] Growth of high quality AlN with deep-UV transparency by HVPE2013
Author(s)
Toshinari Nukaga, R. Sakamaki, Y. Kubota, T. Nagashima, T. Kinoshita, B. Moody, J. Xie, H. Murakami, Y. Kumagai, A. Koukitu, and Z. Sitar
Organizer
2013 JSAP-MRS Joint Symposia
Place of Presentation
同志社大学京田辺キャンパス, 京都府
Year and Date
20130917-20130917
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[Presentation] Influence of Growth Temperature on Homo-Epitaxial Growth of AlN by HVPE on PVT-AlN Substrates2013
Author(s)
Toshinari Nukaga, Ryunosuke Sakamaki, Yuki Kubota, Toru Nagashima, Toru Kinoshita, Baxter Moody, Jinqiao Xie, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai, Akinori Koukitu and Zlatko Sitar
Organizer
10th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-10)
Place of Presentation
Washington, D.C., U.S.A.
Year and Date
20130826-20130826
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[Presentation] Deep-UV Transparent AlN Substrates Prepared by HVPE for UV-C LED Applications2013
Author(s)
T. Nukaga, R. Sakamaki, Y. Kubota, T. Nagashima, T. Kinoshita, B. Moody, J. Xie, H. Murakami, Y. Kumagai, A. Koukitu, and Z. Sitar
Organizer
Conference on LED and Its Industrial Application ’13 (LEDIA ’13)
Place of Presentation
パシフィコ横浜, 神奈川県
Year and Date
20130425-20130425
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