窒化インジウムバルク結晶成長に向けた選択的な原料分子種生成メカニズムの解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23760006
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 富樫 理恵 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50444112)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: エピタキシャル / 結晶成長 / 窒化インジウム / HVPE / 熱力学解析

研究概要

高品質窒化インジウム(InN)バルク結晶を実現するために、(1)従来型ハイドライド気相成長(HVPE)装置を用いた高速InN成長の検討、(2)成長に寄与する原料分子種である三塩化インジウムのみを選択的に生成できる反応条件の熱力学解析による探索、(3)原料生成部を二段構造とした新規HVPE装置の設計・構築、(4)新規HVPE装置を用いた高速InN成長の実施・解析を行った。これより、従来型装置を用いた場合の約1/40倍の塩素供給分圧にて同程度の成長速度を実現した。さらに、原料供給分圧が低く、成長温度が高いにも関わらず成長速度は10 μm/h以上に達し、In及びN極性InNの高速成長を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of High NH_3 Input Partial Pressure on Hydride Vapor Phase Epitaxy of InN Using Nitrided (0001) Sapphire Substrates (2013)
  • 著者名/発表者名: Rie Togashi, Sho Yamamoto, K. Fredrik Karlsson, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai, Per-Olof Holtz, and Akinori Koukitu
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol. 52 ページ: 08JD05-1-4
  • URL: http://jjap.jsap.jp/cgi-bin/getarticle?magazine=JJAP&volume=52&page=08JD05
  • 査読あり
• [学会発表] High-Speed InN Growth Using a Novel Two-Stage Source Generation Hydride Vapor Phase Epitaxy System (2013)
  • 著者名/発表者名: Rie Togashi, Naoto Fujita, Ryota Imai, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai, and Akinori Koukitu
  • 学会等名: 8th International Workshop on Bulk Nitride Semiconductors (IWBNS-VIII)
  • 発表場所: Kloster Seeon, Seeon, Germany
  • 年月日: 2013-10-03
• [学会発表] Demonstration of high-speed growth of InN by HVPE with a two-step precursor generation scheme (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoto Fujita, Ryota Imai, Rie Togashi, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai, and Akinori Koukitu
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: Doshisha University, Kyoto, Japan(17p-M6-3.)
  • 年月日: 2013-09-17
• [学会発表] Temperature Dependence of InN Growth by a Novel HVPE System with Two-Step Generation of InCl_3 (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoto Fujita, Ryota Imai, Rie Togashi, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai and Akinori Koukitu
  • 学会等名: 10th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-10)
  • 発表場所: Gaylord National Resort & Convention Center, Washington, D.C., U.S.A.(A1.05.)
  • 年月日: 2013-08-26
• [学会発表] Comparative Study on High-Speed InN Growth in Both In- and N-Polarities Using a Two-Stage Source Generation Hydride Vapor Phase Epitaxy System (2013)
  • 著者名/発表者名: Rie Togashi, Naoto Fujita, Ryota Imai, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai and Akinori Koukitu
  • 学会等名: 10th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-10)
  • 発表場所: Gaylord National Resort & Convention Center, Washington, D.C., U.S.A.(A1.04.)
  • 年月日: 2013-08-26
• [学会発表] High-Speed Growth of In- and N-polarity InN Using a Two-Stage Source Generation Hydride Vapor Phase Epitaxy System (2013)
  • 著者名/発表者名: Rie Togashi, Naoto Fujita, Ryota Imai, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai, and Akinori Koukitu
  • 学会等名: Conference on LED and its industrial application '13 (LEDIA '13)
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan(LEDp3-15.)
  • 年月日: 2013-04-24
• [学会発表] High-Speed Growth of InN Using a Two-Stage Source Generation HVPE System (2012)
  • 著者名/発表者名: Rie Togashi, Ryota Imai, Sho Yamamoto, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai, and Akinori Koukitu
  • 学会等名: Intensive Discussion on Growth of Nitride Semiconductors
  • 発表場所: Tohoku University, Sendai, Japan
  • 年月日: 2012-10-22
• [学会発表] HVPE growth of InN on InN/sapphire (0001) templates prepared by MBE (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryota Imai, Sho Yamamoto, Rie Togashi, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai, Tomohiro Yamaguchi, Tsutomu Araki, Yasushi Nanishi, and Akinori Koukitu
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors 2012 (IWN2012)
  • 発表場所: Sapporo Convention Center, Sapporo, Japan(TuP-GR-60.)
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] Effect of high NH_3 input partial pressure on hydride vapor phase epitaxy of InN using nitrided (0001) sapphire substrates (2012)
  • 著者名/発表者名: Rie Togashi, Sho Yamamoto, Fredrik Karlsson, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai, Per-Olof Holtz, and Akinori Koukitu
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors 2012 (IWN2012)
  • 発表場所: Sapporo Convention Center, Sapporo, Japan(TuP-GR-55.)
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] InN/sapphire(0001)MBEテンプレート上へのInN HVPEにおける成長速度の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山本翔,東川義弘,富樫理恵,村上尚,熊谷義直,山口智弘,荒木努,名西やすし,纐纈明伯
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス(30a-ZE-12.)
  • 年月日: 2011-08-30
• [備考] 所属研究室HPの成果発信欄
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~kumagai/