| 研究課題/領域番号 |
19K05276
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 東京電機大学 |
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研究代表者 |
六倉 信喜 東京電機大学, 工学部, 教授 (30166227)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | GaN系半導体 / スパッタリング法 / エピタキシャル成長 / 高温成長 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、低コスト・低環境負荷型の成膜法であるスパッタリング法により、デバイス応用可能なGaN系半導体単結晶層のエピタキシャル成長の実現を目指す。スパッタリング法による薄膜の形成に関しては低温領域での報告例が多く、高温領域においては不明な点が多くある。この成長温度の依存性を学術的に明確にすることができれば、再現性良く高品質なGaN系半導体単結晶層の成長が期待できる。これにより、低コスト・低環境負荷といったスパッタリング法の特長を活かしたデバイスの作製が可能となり、科学技術的・社会的な波及効果も期待できる。
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| 研究成果の概要 |
当該研究は、低コスト・大面積成長が可能なスパッタリング法を用いて、電子・光デバイス用の材料として応用されているGaN系半導体単結晶層の高品質成長を目的に実施した。様々な成長条件によって得られたGaN層等を評価することにより、スパッタリング法における成長メカニズムの解明を目指した。GaN系結晶の安定相は六方晶系の結晶構造であるが、スパッタリング法により得られるものには準安定相である立方晶系の構造が混在しやすく、この結晶構造の混在が高い残留電子濃度に関係していることを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
スパッタリング法によって形成した金属薄膜等は既に産業応用されているが、半導体結晶については安定的に高品質薄膜を得ることが困難であるため、今後の進展が期待されている。一般的にスパッタリング法は低温領域での薄膜形成例が多いため、当該研究における高温領域の半導体エピタキシャル成長に関する成果により、エピタキシャル成長のメカニズムにおいて学術的な見識を広げることが可能となる。更に、半導体デバイス作製等への技術展開をもたらし、社会的波及効果も期待できる。
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