窒化インジウム系半導体のアンモニア分解触媒援用ＭＯＣＶＤ法に関する研究

• 研究課題/領域番号: 24560370
• 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: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 山本 あき勇 福井大学, 産学官連携本部, 客員教授 (90210517)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2012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: 窒化インジウム / アンモニア / MOCVD / 触媒 / アンモニア分解触媒 / MOVPE成長 / 窒化物半導体 / ＭＯＣＶＤ

研究成果の概要

NH3を窒素源とするInNのMOCVD成長では、500℃程度の低温で高密度の活性窒素が供給できれば、高品質のInN結晶が得られることが期待される。そのような観点からInNのNH3分解触媒援用MOCVD成長の研究を行った。今回、NH3分解触媒として日本触媒化成（株）製N134を使用することにより、通常のMOVPE成長での最適成長温度600℃よりも150℃低い450℃でも単結晶InN膜が成長できること、さらに、成長温度500℃付近ではマイグレーション効果の著しい増大が生じることを見出した。これらの結果はNH3分解触媒援用MOCVD成長法がInN系材料の将来性のある成長方法になることを示している。

研究成果

• [雑誌論文] Growth temperature dependent critical thickness for phase separation in thick (~1 μm) InxGa1-xN (x = 0.2~0.4) (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Yamamoto, Tanvir Md Hasan, K. Kodama, N. Shigekawa, M. Kuzuhara
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: 419 ページ: 64-68
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2015.02.100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catalyst Temperature Dependence of NH3 Decomposition for InN Grown by Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sugita, D. Hironaga, A. Mihara, A. Hashimoto, A. Yamamoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 号: 8S ページ: 08JD04-08JD04
  • DOI: 10.7567/jjap.52.08jd04
  • NAID: 210000142639
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Comparative Study on Metalorganic Vapor Phase Epitaxial InGaN with Intermediate In Compositions Grown on GaN/Sapphire Template and AlN/Si(111) Substrate (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Yamamoto, A. Mihara, Y. Zheng, N. Shigekawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 号: 8S ページ: 08JB19-08JB19
  • DOI: 10.7567/jjap.52.08jb19
  • NAID: 210000142613
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconducting Properties of InN with Low Carrier Density near the Mott Transition (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Inushima, S.Kimura, 他6名
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 81 号: 4 ページ: 44704-44704
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.044704
  • NAID: 210000109495
  • 査読あり
• [学会発表] アンモニア分解触媒援用MOVPE法によるInNの低温成長 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本あき勇，児玉和樹，野村裕之，葛原正明
  • 学会等名: 第７回窒化物半導体結晶成長講演会（プレISGN-6）
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2015-05-07 – 2015-05-08
• [学会発表] Reduction of In incorporation by Si-doping in MOVPE-grown InxGa1-xN (x~0.3) (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Mihara, N. Shigekawa, A. Yamamoto
  • 学会等名: 10th International Conference on Nitride Semiconductors
  • 発表場所: Washington DC (USA)
• [学会発表] Catalyst temperature (RT-1000ºC) dependence of NH3 decomposition for MOVPE growth of InN (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sugita, D. Hironaga, A. Mihara, A. Hashimoto, A. Yamamoto
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors 2012
  • 発表場所: Sapporo, Japan
• [学会発表] Growth of InN by the conventional, ArF excimer laser-assisted, and Pt catalyst-assisted MOCVD methods (2012)
  • 著者名/発表者名: Akio Yamamoto and Ken-ichi Sugita
  • 学会等名: Intensive Discussion on Growth of Nitride Semiconductors
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 招待講演