| 研究課題/領域番号 |
20H02643
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分30010:結晶工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
沈 旭強 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 上級主任研究員 (50272381)
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| 研究分担者 |
児島 一聡 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究チーム長 (40371041)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 窒化物 / ヘテロエピタキシャル成長 / アンモニアフリー / 窒化アルミニウム / AlN薄膜 / 高温成長 / 微細構造 / AlN / 高温結晶成長 / 不純物 / 有機金属気相成長 / 高温 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
世界初で新規開発したアンモニアフリー高温有機金属気相成長法を用い高品質AlNのヘテロエピタキシャル成長を行う。本成長法では窒素ガスがV族原料ガスとして通常のアンモニアガスを代替し、従来の有機金属気相成長法では不可能な高温（1500℃～1800℃）成長が可能となることが特徴である。本研究では、この新規結晶成長法におけるAlNヘテロエピタキシャル成長メカニズムを解明しながら高品質なAlNヘテロエピタキシャル成長を実現すること目指している。
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| 研究成果の概要 |
新規開発されたアンモニアフリー高温有機金属気相成長法を用い高品質AlNヘテロエピタキシーを行った。この新規成長法における成長メカニズムの解明し、高品質AlNヘテロエピタキシャル成長に成功した。
具体的には、まず、本新規成長法における原料ガス高温反応プロセスの理解及び成長制御に向けAlN成長速度の成長条件依存性を詳しく調べ、高温ガス反応に基づいた成長メカニズムを明らかにした。
そして、（0001）極性面及び（10-13）半極性面AlNエピ膜のヘテロエピ成長と評価を行った。極性面AlN膜について従来のMOVPE法と比べ同等以上の品質を得られ、半極性面AlN膜に関してはトップ品質の成長に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は新規開発された窒化物結晶成長法における基礎的な結晶成長メカニズム研究である。本研究に使われている結晶成長方法は世界的に唯一で、得られた知見は該当分野で前例なく斬新的な物だと考えられる。将来、得られた研究成果は窒化物半導体結晶成長の新たな発展に貢献できることが期待できる。
また、窒化物半導体は2050年にゼロエミッション社会の実現に大きな役割を果たすことが期待されている。本研究成果を旨く活用することで窒化物半導体に限らず結晶成長分野での技術発展に役に立ち、ゼロエミッション社会の実現に貢献できる。
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