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2010 年度 実績報告書

表面構造制御法開発による準安定立方晶III族窒化物半導体の創製と物性制御

研究課題

研究課題/領域番号 20360011
研究機関同志社大学

研究代表者

大鉢 忠  同志社大学, 理工学部, 教授 (40066270)

研究分担者 寒川 義裕  九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (90327320)
キーワード窒化シリコン / III族窒化物 / ヘテロエピタキシャル成長 / AlN / 界面反応エピタキシャル法
研究概要

最終年目に当たり計画では、それまでに得られた成果を元に、改めて研究計画を見直す予定であると記述したが、「フォトルミネッセンス(PL)とHall効果測定による移動度とキャリア密度測定を試み、ヘテロ構造のHEMTや多重量子井戸の結晶成長に必要な条件出しの実験をSi(001)を主に用いて行う。目標としている3インチSi上への立方晶結晶成長を完成させるには六方晶の混入をさける工夫とその評価法を開発する。」と記していた。結果として、結晶成長法での改良点と、原子フラックス計測の新しい発明に対応する実験を実施したことにより、フォトルミネッセンス(PL)と移動度とキャリア密度測定を実施出来ず、ヘテロ構造のHEMTや多重量子井戸の結晶成長にまで研究が進展しなかった。しかし、Si基板上へのGaN成長に必要な良好なテンプレートとなるβ-Si_3N_4単結晶薄膜の作製とβ-Si_3N_4とAl数原子層照射後の界面固相反応エピタキシャル法でAINを作製することに成功し、原子間顕微鏡AFMによる表面形状評価とPANAlytical社の薄膜X線回折装置を用いた回折ピークの半値巾、高分解逆格子マッピング計測を新次元半導体検出器PIXCELを利用しての評価より、高品質の結晶成長を確認出来た。さらに、窒素原子の負電極での自己電離を用いた窒素原子計測法を2重平行メッシュ電極により、直接照射ちお間接照射の窒素原子束計測を完成させた。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (17件)

  • [雑誌論文] Improvement of Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxial Growth of Group III Nitrides on Si Controlling Radio Frequency Discharge Modes and Exposure of Nitrogen Flux2011

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ohachia, Nobuhiko Yamabea, Motoi Wada, Osamu Ariyada
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys.

      巻: 50 ページ: 01AE01-1-01AE01-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interface roughness of double buffer layer of GaN film grown on Si(111) substrate using GIXR analysis2011

    • 著者名/発表者名
      Yuka Yamamoto, Nobuhiko Yamabe, Tadashi Ohachi
    • 雑誌名

      J.Cryst.Growth

      巻: 318 ページ: 474-478

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of active nitrogen species using by RF-MBE nitrides growth on Si2011

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ohachi, Nobuhiko Yamabe, Yuka Yamamoto, Motoi Wada, Osamu Ariyad
    • 雑誌名

      J.Cryst.Growth

      巻: 318 ページ: 468-473

    • 査読あり
  • [雑誌論文] in-situ measurement of adsorbed nitrogen atoms for PA-MBE growth of group III nitrides on Si2011

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ohachi, Nobuhiko Yamabe, Yuka Yamamoto, Motoi Wada, Osamu Ariyad
    • 雑誌名

      Phys.stat.sol.

      巻: C8 ページ: 1491-1494

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epitaxial growth of β-Si_3N_4 by the nitridation of Si with adsorbed N atoms for interface reaction epitaxy of double buffer AlN (0001)/β-Si_3N_4/Si(111)2011

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiko Yamabe, Yuka Yamamoto, Tadashi Ohachi
    • 雑誌名

      Phys.stat.sol.

      巻: C8 ページ: 1552-1555

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possibility of AlN growth using Li-Al-N solvent2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kangawa, K.Kakimoto
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 312 ページ: 2569-2573

    • 査読あり
  • [学会発表] Crack in HVPE grown 2H-AlN films on AlN templatesprepa red by PA-MBE using AM-MEE2011

    • 著者名/発表者名
      T.Ohachi, N.Yamabe, Y.Yamamoto, H.Murakami, Y.Kumagai, A.Koukitu
    • 学会等名
      7th International Workshop on Nitride Semiconductors (IWBNS7)
    • 発表場所
      高野山大学
    • 年月日
      2011-03-18
  • [学会発表] Two-phase-solution growth of AlN on self-nucleated AlN crystal2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Kangawa, B.M.Epelbaum, K.Kakimoto
    • 学会等名
      7th International Workshop on Bulk Nitrides Semiconductors (IWBNS-7)
    • 発表場所
      Koyasan, Japan(招待講演)
    • 年月日
      2011-03-18
  • [学会発表] AIN バルク成長に向けた2相溶液成長法の提案2011

    • 著者名/発表者名
      寒川義裕、土岐隆太郎、屋山巴、柿本浩一
    • 学会等名
      2011年春季 第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東日本大震災のため講演会は中止、アブストラクト発表のみ
    • 年月日
      2011-03-15
  • [学会発表] Parallel mesh electrode to monitor nitrogen atoms for PA-MBE2011

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ohachi, Nobuhiko Yamabe, Motoi Wada, Osamu Ariyada
    • 学会等名
      ISPlasma2011
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2011-03-07
  • [学会発表] PA-MBEによるSi上へのAlN、GaN膜ヘテロエピタキシャル成長 -窒素原子源、界面反応エピタキシー、活性度変調マイグレーションエンハンストエピタキシー-2010

    • 著者名/発表者名
      大鉢忠
    • 学会等名
      「結晶成長の数理」第5回研究会
    • 発表場所
      学習院大学(招待講演)
    • 年月日
      2010-12-24
  • [学会発表] Control of active nitrogen species using by RF-MBE nitrides growth on Si2010

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ohachi, Nobuhiko Yamabe, Yuka Yamamoto, Motoi Wada, Osamu Ariyada
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Crystal Groqwth( ICCG-16)
    • 発表場所
      Beijing International Convention Center, Beijing, China
    • 年月日
      2010-08-09
  • [学会発表] Polarity of AlN and GaN films grown by RF-MBE on double buffer AlN(0001)/β-Si3N4/Si(111)2010

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiko Yamabe, Yuka Yamamoto, Tadashi Ohachi
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Crystal Groqwth( ICCG-16)
    • 発表場所
      Beijing International Convention Center, Beijing, China
    • 年月日
      2010-08-09
  • [学会発表] Interface roughness of double buffer layer of GaN film grown on Si(111) substrate using GIXR analysis2010

    • 著者名/発表者名
      Yuka Yamamoto, Nobuhiko Yamabe, Tadashi Ohachi
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Crystal Groqwth( ICCG-16)
    • 発表場所
      Beijing International Convention Center, Beijing, China
    • 年月日
      2010-08-09
  • [学会発表] Differential thermal analysis of Li3N-Al pseudobinary system for AlN growth2010

    • 著者名/発表者名
      T.Yayama, Y.Kangawa, K.Kakimoto
    • 学会等名
      The 16th. International Conference on Crystal Growth (ICCG-16)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2010-08-09
  • [学会発表] Nitridation of Si and activity modulation of nitrogen atoms for growth of group III nitrides on Si using PA-MBE2010

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ohachi, Nobuhiko Yamabe, Yuka Yamamoto, Motoi Wada, Osamu Ariyada
    • 学会等名
      The 14th International Summer School on Crystal Growth (ISSCG-14)
    • 発表場所
      Dalian International Finance Conference Center, Dalian, China
    • 年月日
      2010-08-01
  • [学会発表] AlN成長に向けたLi3N-Al擬二元系状態図2010

    • 著者名/発表者名
      屋山巴, 寒川義裕, 柿本浩一
    • 学会等名
      第29回電子材料シンポジウム
    • 発表場所
      ラフォーレ修善寺
    • 年月日
      2010-07-15
  • [学会発表] in-situ measurement of adsorbed nitrogen atoms for RF-MBE growth of group III nitrides on Si2010

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ohachi, Nobuhiko Yamabe, Yuka Yamamoto, Motoi Wada, Osamu Ariyada
    • 学会等名
      The third International Symposium on Growth of III-Nitrides
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 年月日
      2010-07-05
  • [学会発表] Epitaxial growth of β-Si3N4 by the nitridation of Si by adsorbed N atoms or interface reaction epitaxy of double buffer AlN(0001)/β-Si3N4/Si(111) structure2010

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiko Yamabe, Yuka Yamamoto, Tadashi Ohachi
    • 学会等名
      The third International Symposium on Growth of III-Nitrides
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 年月日
      2010-07-05
  • [学会発表] Calculation of Phase Diagrams of Li3N-Al pseudo binary system for AlN Growth2010

    • 著者名/発表者名
      T.Yayama, Y.Kangawa, K.Kakimoto
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Growth of III-Nitride 2010 (ISGN-3)
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 年月日
      2010-07-04
  • [学会発表] RF-MBEプラズマ窒素源の窒素原子フラックスその場計測2010

    • 著者名/発表者名
      大鉢忠,山邊信彦,山本由香,和田元,有屋田修
    • 学会等名
      第2回窒化物半導体結晶成長講演会
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2010-05-14
  • [学会発表] Si(111)上の吸着窒素原子によるβ-Si3N4成長とAl照射による界面反応エピタキシーAlN成長2010

    • 著者名/発表者名
      山邊信彦, 山本由香, 大鉢忠
    • 学会等名
      第2回窒化物半導体結晶成長講演会
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2010-05-14
  • [学会発表] AlN溶液成長に向けたLi3N-Al擬二元系状態図解析2010

    • 著者名/発表者名
      屋山巴, 寒川義裕, 柿本浩一
    • 学会等名
      2010年第2回窒化物半導体結晶成長講演会
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2010-05-14

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公開日: 2012-07-19  

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