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無極性窒化アルミニウム基板の結晶成長と深紫外線発光ダイオードの作製

Research Project

Project/Area Number 07F07375
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Applied materials science/Crystal engineering
Research InstitutionMie University

Principal Investigator

平松 和政  Mie University, 大学院・工学研究科, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) WU J  三重大学, 大学院・工学研究科, 外国人特別研究員
WU J.  三重大学, 大学院・工学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2007 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2009: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2007: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
Keywords窒化物半導体 / 無極性 / HVPE / AlN / a面AlN / 減圧HVPE法 / 柱状結晶 / 異方性
Research Abstract

HVPE法により作製した無極性AlN単結晶基板上に高性能な深紫外LED(波長250~300nm)を実現することを目的として、HVPE法による高品質無極性AlNバルク単結晶成長の作製を行った。今年度は特に、(1)傾斜r面サファイア基板上へのa面AlNの成長、(2)a面サファイア上への高品質c面AlN成長を行った。
a面AlN成長におけるr面サファイア基板の傾斜角依存性を調べることを目的として、基板の傾斜角を+5°(c軸方向)から-5°(m軸方向)に変化させた基板を用いてa面AlN結晶の成長を行った。基板の傾斜角によって結晶性が大きく変化することがわかった。特にc軸方向に傾けた基板を用いた場合、X線ロッキングカーブの半値幅が大きく減少することから、c軸方向に傾けたr面サファイア基板を用いることが、高品質a面AlNを得るために有効であることが明らかになった。
選択横方向成長や中間層などの複雑な技術を用いないで簡便に高品質なAlNエピタキシャル層を得るための方法を検討した。a面及びc面サファイア基板上にc面AlNの結晶成長を行ったところ、a面サファイア基板に成長したc面AlNの方が、X線ロッキングカーブの半値幅が小さく、低転位密度で、クラックが少ない高品質な結晶を得ることができることを明らかにした。
以上の結果から、高性能な深紫外LED(波長250~300nm)を実現するために必要となるAlNバルク単結晶基板を作製するための見通しを得ることができた。

Report

(3 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Effects of initial conditions and growth temoerature on the properties of nonpolar a-plane AIN grown by LP-HVPE2009

    • Author(s)
      Jie-Jun Wu, et al.
    • Journal Title

      Physica Status Solidic 6

      Pages: 478-481

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of initial stages on the erystal quality of nonpolar a-plane AIN onr-plane sapphire by low-pressure HVPE2009

    • Author(s)
      Jie-Jun Wu, et al.
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth 311

      Pages: 3801-3805

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of off-cutangle of r-plane sapphire on the crystal quality of nonpolar a-plane AIN by LP-HVPE2009

    • Author(s)
      Jie-Jun Wu, et al.
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth 311

      Pages: 4473-4477

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Jie-Jun Wu ct al.2009

    • Author(s)
      Jie-Jun Wu, et al.
    • Journal Title

      Applied Physics Express 2

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of initial stages on the crystal quality of nonpolar a-plane AlN on r-plane sapphire by low-pressure HVPE

    • Author(s)
      J. Wu, Y. Katagiri, K. Okuura, D. Li, H. Miyake, K. Hiramatsu
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth (掲載決定)

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The effects of growth temperature on the properties of nonpolar a-plane AlN by LP-HVPE

    • Author(s)
      J. Wu, Y. Katagiri, K. Okuura, D. Li, H. Miyake, K. Hiramatsu
    • Journal Title

      Physica Status Solidi (掲載決定)

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The In-Plane Anisotropic and Polarized Raman-Active Modos Studies of Nonpolar AIN Crown on 6H-SiC by Low-Pressure HVPE2009

    • Author(s)
      Jie-Jun Wu, et al.
    • Organizer
      The 8th International Conference on Nitride Semiconductors(ICNS-8)
    • Place of Presentation
      済州島(韓国)
    • Year and Date
      2009-10-18
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Influence of off-cut angle of sapphire on the crystal quality of nonpolara-plane AIN by LP-IIVPE2009

    • Author(s)
      Jie-Jun Wu, et al.
    • Organizer
      Asia-Pacific Workshop on wide gap Semiconductors(APWS 2009)
    • Place of Presentation
      張家界(中国)
    • Year and Date
      2009-05-26
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] The effects of growth temperature on the properties of nonpolar a-plane AlN by LP-HVPE2008

    • Author(s)
      J. Wu, Y. Katagiri, K. Okuura, D. Li, H. Miyake, K. Hiramatsu
    • Organizer
      International Norkshop on Nitride Semiconductors 2008
    • Place of Presentation
      Montreux, Swiss
    • Year and Date
      2008-10-09
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] r面サファイア上への減圧HVPE法によるa面AlN成長2008

    • Author(s)
      呉潔君, 片桐佑介, 奥浦一輝, 三宅秀人, 平松和政
    • Organizer
      第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-03
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Growth of nonpolar a-plane AlN on r-plane sapphire by low-pressure HVPE2008

    • Author(s)
      J. Wu, Y. Katagiri, K. Okuura, D. Li, H. Miyake, K. Hiramatsu
    • Organizer
      2nd International Symposium on Growth of III-Nitrides
    • Place of Presentation
      ラフォーレ修善寺
    • Year and Date
      2008-07-08
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.opt.elec.mie-u.ac.jp/

    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2024-03-26  

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