2016 Fiscal Year Annual Research Report
Growth of GaN template substrate by flow-assisted-mode liquid phase epitaxy
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26600089
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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) |
丸山 隆浩 名城大学, 理工学部, 教授 (30282338)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 液相成長 / 窒化ガリウム / テンプレート基板 / 流速支援 / マイクロチャンネルエピタキシー / 転位低減化 / 縦方向成長抑制 / 回転撹拌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、溶液に流れを作り流れにのせて原料を輸送する「流速支援LPE」と言う新たな液相成長方法を開発し、GaNを常圧で溶液にNaなどの取り扱いにくい添加物を添加すること無しに成長する手法を開発することを目的とした。そのため、本研究では、流速支援LPEのアイディアを具現する成長装置を作製すること、さらには、従来は難しいと考えられていた窒素濃度の低い溶液を用いて、所望の成長速度が得られるGaNのLPEを実現することに挑んだ。その結果、水車を用いた撹拌による原料の輸送機構をもつ流速支援LPE装置の開発に成功し、溶液として添加物無しのGaメルトを用いるのみで、マイクロメータ毎時レベルの良好な成長速度を持つGaNの流速支援LPEに成功した。
特に本年度は、昨年完成した水車を用いた回転機構をもつBNボートを使用し、GaNの流速支援LPEの成長条件の導出をおこなった。本LPE装置では、水車をスムーズに回転させる回転機構の作製が重要であり、回転導入端子を用い、外部に設置したモーターによる駆動方式を完成させた。その過程において、水車の軸と駆動系のシャフトとの回転軸がずれることにより、成長中に軸固定ネジが緩む等の問題が発生したので、自在シャフトを用いて両軸をつなぐなどの工夫をおこない、流速支援LPE装置のプロトタイプを完成させた。引き続き、成長時間依存性、回転速度依存性、メルト量依存性などに注目して、GaNの流速支援LPE成長条件を最適化し、マイクロメータ毎時レベルの良好な成長速度を持つGaNの成長条件を導出した。
本年度は同時に従来型の電流制御型LPEに関しても成長実験をおこなった。メサ型基板を用いた横方向成長の成長膜厚の薄膜化に関しても調べ、メサ膜厚により成長膜厚が決定されるメカニズムを発見し、さらに、厚さの薄いメサ構造を用いた、GaNの薄膜マイクロチャンネルエピタキシーにも成功した。
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