高品質化に向けた窒化インジウム薄膜成長における気相反応制御

• 研究課題/領域番号: 26790043
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 結晶工学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: ティユ クァン・トゥ 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30725742)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 気相反応 / 窒化インジウム / MOVPE / 電気伝導特性

研究成果の概要

MOVPE法による結晶成長では原料間の化学反応を利用するため、ある程度の高温が必要である。これは熱耐性が弱いInN材料の高品質化の障壁になる。そこで、十分な活性窒素を供給可能と予想されるジメチルヒドラジンを従来の原料であるアンモニアと併用した。条件の最適化を行ったが、InドロップレットなしのInN薄膜は実現しなかった。寄生反応を抑制するために、III族やN原料のパルス供給も実施した。成長した膜には、電子濃度が10＾19 cm-3以上であり、移動度が数百cm2/V.s程度であったため、従来のMOVPE法によるInN結晶と比べ改善が見られなかった。完全に非水素雰囲気での結晶成長が必要と結論付けた。

研究成果

• [雑誌論文] Influence of high-temperature processing on the surface properties of bulk AlN substrates (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Tojo, R. Yamamoto, R. Tanaka, Q.-T. Thieu, R. Togashi, T. Nagashima, T. Kinoshita, R. Dalmau, R. Schlesser, H. Murakami, R. Collazo, A. Koukitu, B. Monemar, Z. Sitar, Y. Kumagai
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: 446 ページ: 33-38
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2016.04.030
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Temperature-dependent capacitance-voltage and current-voltage characteristics of Pt/Ga2O3 (001) Schottky barrier diodes fabricated on n-Ga2O3 drift layers grown by halide vapor phase epitaxy (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Higashiwaki, K. Konishi, K. Sasaki, K. Goto, K. Nomura, Q. T. Thieu, R. Togashi, H. Murakami, Y. Kumagai, B. Monemar, A. Koukitu, A. Kuramata, S. Yamakoshi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 108 号: 13 ページ: 133503-133506
  • DOI: 10.1063/1.4945267
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Anisotropy, phonon modes, and free charge carrier parameters in monoclinic beta-gallium oxide single crystals (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Schubert, R. Korlacki, S. Knight, T. Hofmann, S. Schoche, V. Darakc hieva, E. Janzen, B. Monemar, D. Gogova, Q.T. Thieu, R. Togashi, H. Murakami, Y. Kumagai, K. Goto, A. Kuramata, S. Yamakoshi, and M. Higashiwaki
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 93 号: 12
  • DOI: 10.1103/physrevb.93.125209
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Investigation of NH3 input partial pressure for N-polarity InGaN growth on GaN substrates by tri-halide vapor phase epitaxy (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Hirasaki, T. Hasegawa, M. Meguro, Q. T. Thieu, H. Murakami, Y. Kumagai, B. Monemar, A. Koukitu
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55 号: 5S ページ: 05FA01-05FA01
  • DOI: 10.7567/jjap.55.05fa01
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermal stability of β-Ga2O3 in mixed flows of H2 and N2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Rie Togashi, Kazushiro Nomura1, Chihiro Eguchi, Takahiro Fukizawa, Ken Goto, Quang Tu Thieu, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai, Akito Kuramata, Shigenobu Yamakoshi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 54 号: 4 ページ: 041102-041102
  • DOI: 10.7567/jjap.54.041102
  • 査読あり
• [雑誌論文] High rate InN growth by two-step precursor generation hydride vapor phase epitaxy (2015)
  • 著者名/発表者名: Rie Togashi, Quang Tu Thieu, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai, Yoshihiro Ishitani, Bo Monemar and Akinori Koukitu
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermodynamic study of β-Ga2O3 growth by halide vapor phase epitaxy (2014)
  • 著者名/発表者名: .Kazushiro Nomura, Ken Goto, Rie Togashi, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai, Akito Kuramata, Shigenobu Yamakoshi, Akinori Koukitu
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: 405 号: 1 ページ: 19-22
  • DOI: 10.7567/apex.8.015503
  • 査読あり
• [学会発表] Influence of NH3 input partial pressure on N-polarity InGaN growth by tri -halide vapor phase epitaxy (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Hirasaki, T. Hasegawa, M. Meguro, Q. T. Thieu, H. Murakami, Y. Kumagai, B. Monemar, A. Koukitu
  • 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 (静岡県浜松市中区)
  • 年月日: 2015-11-10
  • 国際学会
• [学会発表] Optical Properties of Doped and Intrinsic β-Ga2O3 (2015)
  • 著者名/発表者名: I. G. Ivanov, K. Goto, K. Nomura, H. Murakami, Q.T. Thieu, R. Togashi, Y. Kumagai, A. Kuramata, M. Higashiwaki, A.Koukitu, S. Yamakoshi, E. Janzén, and B. Monemar
  • 学会等名: The 1st International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials
  • 発表場所: 桂キャンパス (京都市西京区京都大学)
  • 年月日: 2015-11-06
  • 国際学会
• [学会発表] Si Doping of beta-Ga2O3 in Halide Vapor Phase Epitaxy and Its Electrical Properties (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Goto, K. Nomura, H. Murakami, Q. T. Thieu, R. Togashi,Y. Kumagai, A. Kuramata, B. Monemar, A. Koukitu, S. Yamakoshi
  • 学会等名: The 1st International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials
  • 発表場所: 桂キャンパス (京都市西京区京都大学)
  • 年月日: 2015-11-05
  • 国際学会
• [学会発表] Temperature-Dependent Device Characteristics of HVPE-GrownGa2O3 Schottky Barrier Diodes (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Konishi, K. Sasaki, K. Goto, K. Nomura, Q. T. Thieu, R. Togashi, H. Murakami, Y. Kumagai, B. Monemar, A. Koukitu, A. Kuramata, S. Yamakoshi, and M. Higashiwaki
  • 学会等名: The 1st International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials
  • 発表場所: 桂キャンパス (京都市西京区京都大学)
  • 年月日: 2015-11-05
  • 国際学会
• [学会発表] EPR Studies of Defects in β-Ga2O3 (2015)
  • 著者名/発表者名: N. T. Son, K. Goto, K. Nomura, H. Murakami, Q. T. Thieu, R. Togashi, Y. Kumagai, A. Kuramata, M. Higashiwaki, AKoukitu, S. Yamakoshi, B. Monemar, and E. Janzén
  • 学会等名: The 1st International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials
  • 発表場所: 桂キャンパス (京都市西京区京都大学)
  • 年月日: 2015-11-05
  • 国際学会
• [学会発表] Comparative Study on Thermal Stability of Group-III Oxides (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Togashi, K. Nomura, C. Eguchi, Y. Kisanuki, K. Goto,Q. T. Thieu, H. Murakami, Y. Kumagai, A. Kuramata, S. Yamakoshi, B. Monemar, A. Koukitu
  • 学会等名: The 1st International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials
  • 発表場所: 桂キャンパス (京都市西京区京都大学)
  • 年月日: 2015-11-04
  • 国際学会
• [学会発表] Anisotropy, Phonon Modes and Band-to-Band Transitions inSingle-Crystal Monoclinic Beta-Ga2O3 Determined by THz to VUV Generalized Ellipsometry (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Schubert, R. Korlacki, S. Schoeche, V. Darakchieva,B. Monemar, K. Goto, K. Nomura, H. Murakami, Q.T. Thieu, R. Togashi, Y. Kumagai, A. Kuramata, M. Higashiwaki, A.Koukitu, S. Yamakoshi, E. Janzén, D. Gogova6, M.Schmidbauer, Z. Galazka
  • 学会等名: The 1st International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials
  • 発表場所: 桂キャンパス (京都市西京区京都大学)
  • 年月日: 2015-11-04
  • 国際学会
• [学会発表] Progress in Research and Development on Gallium Oxide Power Devices (2015)
  • 著者名/発表者名: Masataka Higashiwaki, Kohei Sasaki, Takafumi Kamimura, Man Hoi Wong, Ken Goto,Kazushiro Nomura, Quang Tu Thieu, Rie Togashi, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai, Bo Monemar, Akinori Koukitu, Akito Kuramata, and Shigenobu Yamakoshi
  • 学会等名: 42nd International Symposium on Compound Semiconductors
  • 発表場所: University of California Santa Barbara (Santa Barbara, California, USA)
  • 年月日: 2015-06-28 – 2015-07-02
  • 招待講演
• [学会発表] Thermal stability of group-III oxides in flows of H2 and N2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Kisanuki, C. Eguchi, K. Nomura, K. Goto, Q. T. Thieu, R. Togashi, H. Murakami, Y. Kumagai, A. Kuramata, B. Monemar and A. Koukitu
  • 学会等名: Conference on LED and Its Industrial Application ’15 (LEDIA ’15),
  • 発表場所: Pacifico Yokohama（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-04-23
• [学会発表] III-Cl・III-Cl3混在ハライド気相成長によるIII族窒化物特異構造の形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 熊谷義直，富樫理恵，ティユ クァン トゥ，村上尚，Bo Monemar，纐纈明伯
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス（神奈川県平塚市）
  • 年月日: 2015-03-14
  • 招待講演
• [学会発表] HVPE法による(001)面β-Ga2O3上ホモエピタキシャル成長 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野村 一城、後藤 健、佐々木 公平、河原 克明、ティユ クァン トゥ、富樫 理恵、村上 尚、熊谷 義直、東脇 正高、倉又 朗人、山腰 茂伸、Bo Monemar、纐纈 明伯
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス（神奈川県平塚市）
  • 年月日: 2015-03-13