| 研究領域 | 窒化物光半導体のフロンティア-材料潜在能力の極限発現- |
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| 研究課題/領域番号 |
18069004
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
纐纈 明伯 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (10111626)
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| 研究分担者 |
熊谷 義直 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 准教授 (20313306)
村上 尚 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 助教 (90401455)
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| キーワード | 窒化物半導体 / 厚膜エピタキシー / 自立基板結晶 / Al系窒化物 / 原料分子制御法 / HVPE成長 / AlN / AlGaN |
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| 研究概要 |
窒化物半導体材料は深紫外領域から赤外領域までの広大なエネルギー領域をカバーする材料として、青紫色材料以外への応用に関しても世界的に注目されている。近年、高品質な自立基板結晶に関する研究に大きな注目が集まっている。現状では、コストの問題は残るがGaN基板結晶は市販されるに至っており、AlNに関する研究も多くなされておりAIN基板結晶の実現も近いと考えられる。一方、GaNやAINと異なりInN結晶はその結合エネルギーが非常に小さく、このためにInN成長は低温および低成長速度の条件で行われているのが現状である。このために、InNの高品質バルク結晶の実現が強く望まれている。さらに、新機能素子実現の観点からGaNとAlNの混晶であるAlGaN基板結晶の実現も望まれている。本申請研究では、原料分子を制御した新しい気相成長法により窒化物半導体の高品質基板結晶の実現を目的とする。具体的には、(1)石英反応管と反応しないAl原料の利用、(2)生成の自由エネルギー変化が大きく高温成長や高速成長が期待できるIn原料の利用により、高品質なAlN, InNおよびAlGaNの厚膜エピタキシャル成長を目的とした。
平成21年度は、平成20年度までに明らかにしたAlNおよびAlGaN成長に関する知見を元に、さらなる高品位厚膜結晶の成長を目指し研究を行った。主な、成果を下記に示す。
(AlN)(1)超高温成長におけるフリースタンディング結晶の高品位化(欠陥密度の低減化)、(2)初期基板結晶の新しい剥離法に関する研究
(AIGaN)(1)原料混合条件と組成均一性の関係、(2)高品質化(低欠陥化)の研究
(InN)(1) InCl_3を高効率に生成する原料部反応系を備えたInN成長装置の構築、(2)熱力学解析による高速成長・高品位InNのHVPE成長条件の探索
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