Si基板上半極性GaNの高品質化に関する研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360009
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 愛知工業大学
• 研究代表者: 澤木 宣彦 愛知工業大学, 工学部, 教授 (70023330)
• 連携研究者: 岩田 博之 愛知工業大学, 工学部, 准教授 (20261034) ; 本田 善央 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60362274)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 窒化物半導体 / 有機金属気相成長 / 格子欠陥 / 不純物ドーピング / シリコン基板 / 透過電子顕微鏡観察 / 遠赤外吸収スペクトル / シリコンホトニクス

研究概要

Si基板上へのGaNヘテロエピタキシにおける成長層の高品質化のためAlInN緩衝層とIn添加AlN成長核形成層の効果を検討した。断面TEM像の観察からGaN成長層の貫通転位密度の低減が図られることを明らかにした。さらに炭素ドープ半極性面AlGaNの遠赤外吸収スペクトルにAl-Cボンドによる局在振動モードを見いだし、p型伝導の起源が窒素サイトを置換した炭素によるものであることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Defect generation and annihilation in GaN grown on patterned silicon substrate (2013)
  • 著者名/発表者名: N.Sawaki, S.Ito, T.Nakagita, H.Iwata, T.Tanikawa, M.Irie, Y.Honda, M.Yamaguchi, and H.Amano
  • 雑誌名: Proc. SPIE ページ: 6
  • DOI: DOI:10.1117/12.2002738
• [雑誌論文] Strain relaxation in thick (1-1-0) InGaN grown on GaN/Si substrate (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Tanikawa, Y.Honda, M.Yamaguchi, H.Amano, and N.Sawaki
  • 雑誌名: physica status solidi B ページ: 468-471
  • DOI: DOI:10.1002/pssb.201100445
  • 査読あり
• [雑誌論文] A local vibration mode in a carbon doped (1-101)AlGaN (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Sawaki, K.Hagiwara, N.Koide, Y.Honda, M.Yamaguchi, and H.Amano
  • 雑誌名: Proc. SPIE ページ: 7
  • DOI: DOI:10.1117/12.905529
• [雑誌論文] Impurity incorporation in semipolar (1-101)GaN grown on Si substrate (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Sawaki, K.Hagiwara, T.Hikosaka, and Y.Honda
  • 雑誌名: Semiconductor Science & Technology ページ: 5
  • DOI: DOI:10.1088/0268-1242/27/2/024006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Drastic reduction of dislocation density in semipolar (11-22)GaN stripe crystal on silicon substrate by dual selective metal-organic vapor phase epitaxy (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Murase, T.Tanikawa, Y.Honda, M.Yamaguchi, H.Amano, and N.Sawaki
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys.
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.50.01AD04
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photonic properties of erbium doped InGaN alloys grown on Si (001) substrates (2011)
  • 著者名/発表者名: I.W.Feng, X.K.Cao, J.Li, J.Y.Lin,H.X.Jiang, N.Sawaki, Y.Honda,T.Tanikawa, and J.M.Zavada
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. ページ: 3
  • DOI: DOI:10.1063/1.3556678.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitride LEDs on Si substrate (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Sawaki and Y.Honda
  • 雑誌名: Science China Technological Sciences ページ: 38-41
  • DOI: DOI:10.1007/ s11431-010-4182-2.
  • 査読あり
• [雑誌論文] HVPE growth of a-plane GaN on a GaN template (110)Si substrate (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Tanikawa, N.Suzuki, Y.Honda, M.Yamaguchi, and N.Sawaki
  • 雑誌名: physica status solidi C ページ: 1760-1763
  • DOI: DOI:10.1002/pssc.200983563.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Partial strain relaxation by stacking fault generation in InGaN multiple quantum wells grown on (1-101) semi-polar GaN
  • 著者名/発表者名: Z.H.Wu, T.Tanikawa, T.Murase, Y.Y.Fang, C.Q.Chen, Y.Honda, M.Yamaguchi, H.Amano, and N.Sawaki
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. ページ: 98
  • DOI: DOI:10.1063/1.3549561.
  • 査読あり
• [学会発表] Defect generation and annihilation in GaN grown on patterned silicon substrate (2013)
  • 著者名/発表者名: N.Sawaki, S.Ito, T.Nakagita, H.Iwata, T.Tanikawa, M.Irie, Y.Honda, M.Yamaguchi, and H.Amano
  • 学会等名: SPIE Photonics West 2013, Feb. 4
  • 発表場所: San Francisco (USA).
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] FTIR analyses of carbon doped (1-101)GaN grown on a patterned Si substrate (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, N.Sawaki, K.Yamashita, T.Tanikawa, Y.Honda, M.Yamaguchi, and H.Amano
  • 学会等名: ISPlasma 2013
  • 発表場所: Nagoya.
  • 年月日: 2013-01-31
• [学会発表] nda, M.Yamaguchi, and H.Amano, "Defect structure in a (1-101)GaN grown on a patterned (001)Si substrate (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Nakagita, S.Ito, H.Iwata, N.Sawaki, T.Tanikawa, Y.Ho
  • 学会等名: ISPlasma 2013
  • 発表場所: Nagoya.
  • 年月日: 2013-01-31
• [学会発表] TEM analyses of GaN grown with AlInN intermediate layer on Si substrate (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Ito, T.Nakagita, H.Iwata, N.Sawaki, M.Irie, Y.Honda, M.Yamaguchi, and H.Amano
  • 学会等名: ISPlasam 2013
  • 発表場所: Nagoya.
  • 年月日: 2013-01-31
• [学会発表] TEM analyses of GaN grown on (111)Si substrate via an AlInN intermediate layer (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Kawakita, H.Iwata, T.Nakagita, S.Ito, N.Sawaki, M.Irie, Y.Honda, M.Yamaguchi, and H.Amano
  • 学会等名: International Workshop on NitrideSemiconductors
  • 発表場所: Sapporo.
  • 年月日: 2012-10-18
• [学会発表] HRTEM analyses of GaN/AlInN/(111)Si grown by MOVPE (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Kawakita, H.Iwata, N.Sawaki, M.Irie, Y.Honda, M.Yamaguchi, and H.Amano
  • 学会等名: ISPlasam 2012
  • 発表場所: Kasugai.
  • 年月日: 2012-03-07
• [学会発表] Carbon related local vibration mode in a (1-101)AlGaN grown on a (111)Si substrate (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, N.Sawaki, N.Koide, Y.Honda, M.Yamaguchi, and H.Amano
  • 学会等名: ISPlasma 2012
  • 発表場所: Kasugai.
  • 年月日: 2012-03-06
• [学会発表] A local vibration mode in a carbon doped (1-101)AlGaN (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Sawaki, K.Hagiwara, N.Koide, Y.Honda, M.Yamaguchi, and H.Amano
  • 学会等名: SPIE Photonics West 2012
  • 発表場所: San Francisco (USA).
  • 年月日: 2012-01-23
• [学会発表] FTIR spectra and LVMs in a carbon doped (1-101)GaN grown on a (001)Si substrate by MOVPE," ISPlasma (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, M.Amano, R.Katayama, N.Sawaki, Y.Honda, T.Hikosaka, T.Tanikawa, N.Koide, M.Yamaguchi, and H.Amano
  • 年月日: 20110700
• [学会発表] TEM analyses of high-quality GaN grown on (111)Si using an AlInN intermediate layer (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Kawakita, H.Iwata, N.Sawaki, M.Irie, Y.Honda, M.Yamaguchi, and H.Amano
  • 学会等名: ISPlasma
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] Local vibration modes in a carbon doped (1-101)AlGaN grown on a (111)Si substrate (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, R.Katayama, M.Amano, N.Sawaki, N.Koide, Y.Honda, M.Yamaguchi, and H.Amano
  • 学会等名: Asia-Pacific Workshop on Widegap Semiconductors (APWS-2011)
  • 発表場所: T.Tachibana, Y.Tani, T.Nakajima, N.Sawaki, M.Irie, Y.Honda, M.Yamaguchi, and H.Amano, "High-quality GaN grown on (111)Si using an AlInN intermediate layer," Asia-Pacific Workshop on Widegap Semiconductors (APWS-2011), May 23 (2011), Toba.
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] High-quality GaN grown on (111)Si using an AlInN intermediate layer (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Kawakita, H.Iwata, D.Kato, T.Tachibana, Y.Tani, T.Nakajima, N.Sawaki, M.Irie, Y.Honda, M.Yamaguchi, and H.Amano
  • 学会等名: Asia-Pacific Workshop on Widegap Semiconductors (APWS-2011)
  • 発表場所: Toba.
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] Growth and properties of semipolar GaN on patterned Si substrate (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Sawaki
  • 学会等名: DPG Spring Meetings, Deutsche Physikalische Gesellschaft
  • 発表場所: Dresden (Germany).
  • 年月日: 2011-05-17
• [図書] Integration with silicon based microelectronics (2011)
  • 著者名/発表者名: J.Li, J.Y.Lin, H.X.Jiang, and N.Sawaki, CRC Press (Taylor & Francis Group)
  • 総ページ数: 593
  • 出版者: III-V compound semiconductors;