| 研究課題/領域番号 |
21560014
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
三宅 秀人 三重大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70209881)
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| 研究分担者 |
平松 和政 三重大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50165205)
直井 弘之 和歌山工業高等専門学校, 電気情報工学科, 准教授 (10373101)
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| キーワード | 窒化物半導体 / AlN / ハイドライド気相エピタキシャル成長 / 触媒作用 / 窒化アルミニウム / 横方向成長 / 加工基板 / ELO |
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| 研究概要 |
AlNは高い熱伝導率や210mm以上の光に対しての高い透過性から深紫外LED、LDの基板材料として期待されている。これまでの研究では減圧HVPE法を用いて周期溝構造を有するAlNテンプレート上へAlNを高温成長することにより、ボイドを形成し、応力緩和によりクラックフリーなAlN厚膜を得ることができた。
本年度の研究では、チタン、タングステンを金属触媒として用いる効果を調べると共に、高速厚膜成長でのクラック抑制を行うため、ボイドの形成する位置を制御することを目指した。実験はMOVPE法によりサファイア上に成長を行った低欠陥AlNを<1-100>方向に周期溝加工したものを基板として用いた。溝構造として(溝幅/テラス幅/溝深さ)が、それぞれ(5/5/2.5)μmと(15/5/2.5)μmの2パターンを用いた。成長条件は圧力5kPaのもと、温度1300～1500℃である。成長の時間は5～180minである。
チタン、タングステンを金属触媒をすることで、アンモニアの分解効率が向上し、低V/IIIでの成長が可能となった。また、チタンは窒化チタンとなり、タングステンは窒化タングステンとなるため、初期に成長の不安定性を生じた。ボイド形成に関しては、テラス上の横方向と縦方向の成長速度は溝幅に依存せず、一定であるということから、ボイドの上端の高さは溝幅と縦/横方向成長速度に比例するということが明らかとなった。溝加工なしのものと比べると、溝幅5μm、溝幅15μmのもの共に、横方向成長により結晶性は大幅に改善しているということが明かとなった。
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