Gaを用いたAlNの独自液相成長法の技術開発と融液ダイナミクスからの技術向上

• 研究課題/領域番号: 26706013
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 結晶工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 安達 正芳 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (90598913)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 24,180千円 (直接経費: 18,600千円、間接経費: 5,580千円); 2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2014年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
• キーワード: 液相成長 / 窒化アルミニウム / 融液熱物性 / エピタキシャル成長 / 結晶成長 / 結晶工学 / 金属生産工学

研究成果の概要

単結晶窒化アルミニウム（AlN）はAlGaN系深紫外発光素子の基板材料として気合される材料である．近年，筆者らはGa-Alフラックスを用いた独自のAlN液相成長技術の開発を行っている．本研究課題では，実用化へ向け，AlNの成長に関する研究を行うとともに，フラックス温溶解度や融液熱物性等の基礎データを取得することで，融液ダイナミクス・結晶成長メカニズムの解明に必要な基礎データを取得する．

研究成果

• [雑誌論文] Non-Polar a-Plane AlN Growth on Nitrided r-Plane Sapphire by Ga-Al Liquid-Phase Epitaxy (2018)
  • 著者名/発表者名: Adachi Masayoshi、Fukuyama Hiroyuki
  • 雑誌名: Physica Status Solidi B 巻: 印刷中 号: 5
  • DOI: 10.1002/pssb.201700478
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Growth Conditions on AlN Layer Grown by Ga-Al Liquid Phase Epitaxy (2017)
  • 著者名/発表者名: Masaoyshi Adachi, Ryuta Sekiya, Hiroyuki Fukuyama
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 58 号: 3 ページ: 509-512
  • DOI: 10.2320/matertrans.M2016413
  • NAID: 130005397732
  • ISSN: 1345-9678, 1347-5320
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Polarity inversion and growth mechanism of AlN layer grown on nitrided sapphire substrate using Ga-Al liquid-phase epitaxy (2015)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Adachi, Mari Takasugi, Masashi Sugiyama, Junji Iida, Akikazu Tanaka, and Hiroyuki Fukuyama
  • 雑誌名: Physica Status Solidi B 巻: 252 号: 4 ページ: 743-747
  • DOI: 10.1002/pssb.201451426
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ga-Alフラックスを用いたAlNの液相エピタキシャル成長 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福山博之，安達正芳
  • 雑誌名: 日本結晶成長学会誌 巻: 41 ページ: 124-130
  • NAID: 130003388700
• [学会発表] 電磁浮遊法を用いた溶融Ni-AlからのAlN生成とその観察 (2018)
  • 著者名/発表者名: 安達正芳，浜谷苑子，山片裕司，大塚誠，福山博之
  • 学会等名: 応用物理学会
• [学会発表] 静磁場印加電磁浮遊法を用いた溶融Ni-Al合金からのAlN生成挙動観察 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浜谷苑子，佐藤明香輪，安達正芳，福山博之
  • 学会等名: 日本金属学会春季講演大会
  • 発表場所: 首都大学東京（東京都，八王子市）
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] Ga-Al融液を用いたAlN結晶気相成長法における炉内圧力が結晶成長に及ぼす影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋慧伍，安達正芳，福山博之
  • 学会等名: 日本金属学会春季講演大会
  • 発表場所: 首都大学東京（東京都，八王子市）
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] Liquid phase epitaxial growth of AlN layer on nitrided sapphire templates using Ga-Al solution (2017)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Adachi, Hiroyuki Fukuyama
  • 学会等名: 3rd Intensive Discussion on Growth of Nitride Semiconductors
  • 発表場所: 東北大学（宮城県，仙台市）
  • 年月日: 2017-01-16
  • 国際学会
• [学会発表] a-plane AlN layer fabricated by Ga-Al liquid phase epitaxy on nitrided r-plane sapphire substrate with off-cut angle (2017)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Adachi, Hiroyuki Fukuyama
  • 学会等名: 12th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-12)
  • 国際学会
• [学会発表] In-situ observation of AlN formation from Ni-Al melts (2017)
  • 著者名/発表者名: Sonoko Hamaya, Akari Sato, Masayoshi Adachi, Hiroyuki Fukuyama
  • 学会等名: 12th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-12)
  • 国際学会
• [学会発表] 静磁場印加電磁浮遊法を用いた溶融Ni-Al合金からのAlN生成挙動観察 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浜谷苑子，佐藤明香輪，安達正芳，福山博之
  • 学会等名: 日本金属学会
• [学会発表] Fabrication of a-plane AlN on r-plane sapphire substrate by sapphire nitridation and Ga-Al liquid phase epitaxy (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Adachi, Hiroyuki Fukuyama
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors (IWN2016)
  • 発表場所: Orlando, Florida, USA
  • 年月日: 2016-10-02
  • 国際学会
• [学会発表] Nitrogen Solubility Measurement of Ga-Al Melts by a Chemical Equilibrium Method (2016)
  • 著者名/発表者名: Zaka Ruhma, 安達正芳，小畠秀和，福山博之
  • 学会等名: 日本金属学会秋季講演大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府，豊中市）
  • 年月日: 2016-09-21
• [学会発表] Ga-Al融液を原料とする減圧下でのAlN気相成長 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋慧伍，安達正芳，福山博之
  • 学会等名: 日本金属学会秋季講演大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府，豊中市）
  • 年月日: 2016-09-21
• [学会発表] Ni-Al系溶融合金からのAlN生成挙動のその場観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 浜谷苑子，佐藤明香輪，安達正芳，福山博之
  • 学会等名: 日本金属学会秋季講演大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府，豊中市）
  • 年月日: 2016-09-21
• [学会発表] Ga-Al液相法によるr面サファイア上へのa面AlN膜作製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安達正芳，福山博之
  • 学会等名: 応用物理学会 秋季学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県，新潟市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] Surface nitridation of r-plane sapphire substrate and Ga-Al solution growth of AlN on the substrate (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Adachi, Hiroyuki Fukuyama
  • 学会等名: The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-18)
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県，名古屋市）
  • 年月日: 2016-08-07
  • 国際学会
• [学会発表] r面サファイアの窒化によるa面AlN薄膜の形成とGa-Al液相法によるその厚膜化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安達正芳，福山博之
  • 学会等名: 日本結晶成長学会 ナノ構造エピタキシャル成長分科会 第8回窒化物半導体結晶成長講演会
  • 発表場所: 京都大学（京都府，京都市）
  • 年月日: 2016-05-09
• [学会発表] Ga-Al 液相法を用いた窒化サファイア基板上へのAlN成長と極性反転 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安達正芳
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会 H27年度高温プロセス部会若手フォーラム研究会
  • 発表場所: 東京都市大学（東京都，世田谷区）
  • 年月日: 2016-02-12
  • 招待講演
• [学会発表] Effects of growth temperature and solution composition on AlN layer grown by Ga-Al liquid phase epitaxy (2015)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Adachi, Ryuta Sekiya, and Hiroyuki Fukuyama
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Growth of III-Nitrides (ISGN-6)
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県，浜松市）
  • 年月日: 2015-11-08
• [学会発表] Ga-Alを用いたAlN液相成長における成長条件と成長速度 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安達正芳，関谷竜太
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県，名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Wettability measurement of nitrided sapphire substrate by Ga-Al solution using a sessile drop method (2015)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Adachi, Kosuke Yasutake, Noritaka Saito, Kunihiko Nakashima, and Hiroyuki Fukuyama
  • 学会等名: 19th Symposium on Thermophysical Properties
  • 発表場所: Boulder, CO（USA）
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of misorientation angles of a-plane sapphire substrates on crystal quality and surface morphorogy of AlN film grown by nitridation method (2015)
  • 著者名/発表者名: Zaka Ruhma, Makoto Ohtsuka, Masayoshi Adachi, and Hiroyuki Fukuyama
  • 学会等名: 日本結晶成長学会ナノ構造・エピタキシャル成長分科会 2015年春季講演大会 第7回窒化物半導体結晶成長講演会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県，仙台市）
  • 年月日: 2015-05-07
• [学会発表] Ga-Al液相成長法により成長したAlNの極性反転構造 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安達正芳，福山博之
  • 学会等名: 日本結晶成長学会ナノ構造・エピタキシャル成長分科会 2015年春季講演大会 第7回窒化物半導体結晶成長講演会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県，仙台市）
  • 年月日: 2015-05-07
  • 招待講演
• [学会発表] 静滴法を用いた窒化サファイア基板のGa-Al融液に対する濡れ角測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安達正芳，安武晃佑，齊藤敬高，中島邦彦，杉山正史，飯田潤二，福山博之
  • 学会等名: 応用物理学会 第62回春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] Ga-Alフラックス法を用いた窒化サファイア基板上AlN膜成長 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安達正芳，福山博之
  • 学会等名: ナノマクロ物質・デバイス・システム創製アライアンス 第2回若手研究交流会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] Ga-Alを用いたAlN液相成長における酸素取り込みと極性反転 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安達正芳，杉山正史，飯田潤二，福山博之
  • 学会等名: 結晶成長学会 第44回結晶成長国内会議
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-08
  • 招待講演
• [学会発表] 窒化サファイア基板上Alスパッタ膜の高温窒化挙動のその場観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原圭吾，安達正芳，大塚誠，福山博之
  • 学会等名: 日本金属学会 2014年秋季講演大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] Ga-Alフラックスを用いたAlN液相成長における炭素添加の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安達正芳，関谷竜太，杉山正史，飯田潤二，福山博之
  • 学会等名: 応用物理学会 第75回秋季学術講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] Ga-Alフラックスを用いた液相成長法による低酸素分圧下でのAl極性AlN膜の作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関谷竜太，安達正芳，大塚誠，杉山正史，飯田潤二，福山博之
  • 学会等名: 応用物理学会 第75回秋季学術講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] Growth model of AlN layer on nitrided sapphire substrate by liquid phase epitaxy using Ga-Al solution (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryuta Sekiya, Mari Takasugi, Masayoshi Adachi, Makoto Ohtsuka, Masashi Sugiyama, Junji Iida, Hiroyuki Fukuyama
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors (IWN2014)
  • 発表場所: Wrockawm, Poland
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-29
• [学会発表] Ga-Alフラックスを用いたAlN液相成長におけるフラックス組成の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関谷竜太，安達正芳，大塚誠，杉山正史，飯田潤二，福山博之
  • 学会等名: 日本結晶成長学会 ナノ構造エピタキシャル成長分科会 2014窒化物半導体結晶成長講演会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-07-25 – 2014-07-26