窒素プラズマによるサファイア基板表面における高品質AlN転換層の単結晶成長技術

• 研究課題/領域番号: 15K04668
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 結晶工学
• 研究機関: 静岡理工科大学
• 研究代表者: 小澤 哲夫 静岡理工科大学, 理工学部, 教授 (90247578)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: AlN / プラズマ / 単結晶 / 転換層 / AｌN / サファイア / 窒素プラズマ / 単結晶成長 / 面方位依存 / 窒化物半導体 / 窒化物半導体結晶 / 活性化エネルギー / 拡散過程

研究成果の概要

サファイア基板表面に窒素マイクロ波プラズマを低温低圧で照射するこにより、サファイア基板表面にAlN単結晶を育成させることを目的とした。500W、数百から千Pa、数百度の範囲で、窒素プラズマはサファイア中の酸素を攻撃し、表面に良質のAlN転換層を形成することができた。形成過程は、サファイアへの活性化した窒素の侵入過程と置換過程の共存により進行することが分かった。得られたAlNの転換層は、サファイア（0001）面を使用したときのみ、単結晶となり、CL測定により欠陥も従来のものと比較すると減少させることができた。