ウルトラワイドバンドギャップ半導体の実装に向けた溶液成長の学理構築とプロセス開発

• 研究課題/領域番号: 25H00412
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 大区分D
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 福山 博之 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (40252259)
• 研究分担者: 大塚 誠 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (30241582) ; 小島 一信 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (30534250) ; 中村 哲也 東北大学, 国際放射光イノベーション・スマート研究センター, 教授 (70311355) ; 安達 正芳 東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (90598913) ; 榎木 勝徳 島根大学, 学術研究院機能強化推進学系, 准教授 (60622595)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2030-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 206,440千円 (直接経費: 158,800千円、間接経費: 47,640千円); 2025年度: 87,100千円 (直接経費: 67,000千円、間接経費: 20,100千円)
• キーワード: 結晶成長 / 窒化アルミニウム / 熱力学 / 融体物性

研究開始時の研究の概要

本研究は、次世代の光デバイス、パワーデバイスならびに高周波デバイス用材料として注目されるウルトラワイドギャップ半導体である窒化アルミニウム（AlN）単結晶の新たな溶液成長法の開発を目指すものである。本研究では、（１）鉄鋼製錬における溶鋼中の非金属介在物の物理化学からヒントを得て、AlN溶解度積の大きな溶液成長用フラックスを設計し、（２）高温アニール効果による結晶中の格子欠陥（転位）の低減機構を導入したハイブリッド溶液成長プロセスを提案する。この目的達成に必要な熱力学的プロセス設計および超高温その場観察等の研究開発要素をまとめ、最終的には、学理に裏付けられたAlN結晶成長プロセスの構築を目指す。