GaAs高指数面および無極性面基板上、窒化物半導体結晶の配向メカニズムの解明

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23760008
• 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: 村上 尚 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (90401455)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: エピタキシャル成長 / 窒化インジウム / 半極性

研究概要

本研究では、様々な面指数を有するGaAsを初期基板として窒化物半導体結晶の成長を行い、半極性面成長の検討を行った。平成23年度は、GaAs(113)A、(113)Bおよび無極性面GaAs(110)上へのInN成長を行い、その配向および双晶抑制メカニズムを解明した。平成24年度には、その他の指数面であるGaAs(112)A、(112)B、(114)A、(114)B上へのInN成長について検討を行った。その結果、当初の予想通りいずれの指数面上への成長においても比較的高温での成長においてはInN[0001]方向がGaAs[111]方向に平行となるように配向し、結晶表面には様々な面指数を有するInNを成長することに成功した。また、InNの極性による熱安定性の違いまたはキャリアガス中への微量水素添加を利用して結晶面内に発生する双晶の混入も抑制できることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of substrate nitridation and buffer layer on the crystalline improvements of semi-polar InN(10-13) crystal on GaAs(110) by MOVPE (2013)
  • 著者名/発表者名: H.C. Cho, R. Togashi, H. Murakami, Y.Kumagai, A. Koukitu
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: Vol. 367 ページ: 122-125
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression of twin formation for the growth of InN(10-1-3) on GaAs(110) by metalorganic vapor phase epitaxy (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Murakami, Sae Takenaka, Tetsuro Hotta, Yoshinao Kumagai Akinori Koukitu, Akinori Koukitu
  • 雑誌名: Physica Status Solidi C 巻: Vol. 10 ページ: 472-475
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermodynamic analysis of InGaN-HVPE growth using group-III chlorides, bromides, and iodides (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahide Hirasaki, Koshi Hanaoka, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai Akinori Koukitu
  • 雑誌名: Physica Status Solidi C 巻: Vol.10 ページ: 413-416
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and Optical Properties of Carbon-Doped AlN Substrates Grown by Hydride Vapor Phase Epitaxy Using AlN Substrates Prepared by Physical Vapor Transport (2012)
  • 著者名/発表者名: Toru Nagashima, Yuki Kubota, Toru Kinoshita, Yoshinao Kumagai, Jinqiao Xie, Ramon Collazo, Hisashi Murakami, Hiroshi Okamoto, Akinori Koukitu, Zlatko Sitar
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: Vol. 5 ページ: 125501-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of a Freestanding AlN Substrate from a Thick AlN Layer Grown by Hydride Vapor Phase Epitaxy on a Bulk AlN Substrate Prepared by Physical Vapor Transport (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshinao Kumagai, Yuki Kubota, Toru Nagashima, Toru Kinoshita, Rafael Dalmau, Raoul Schlesser, Baxter Moody, Jinqiao Xie, Hisashi Murakami, Akinori Koukitu, Zlatko Sitar
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: Vol. 5 ページ: 055504-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of growth temperature on the twin formation of the InN{10-13} on GaAs(110) by metalorganic vapor phase epitaxy (2012)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Murakami, Hyun-Chol Cho, Mayu Suematsu, Katsuhiko Inaba, Yoshinao Kumagai, Akinori Koukitu
  • 雑誌名: Physica Status Solidi C 巻: Vol.9 ページ: 677-680
  • 査読あり
• [雑誌論文] 窒化物化合物半導体の厚膜結晶成長技術-HVPE成長を中心にして- (2012)
  • 著者名/発表者名: 纐纈明伯,熊谷義直,村上尚
  • 雑誌名: 鉱山 巻: 700巻 ページ: 25-34
  • 査読あり
• [雑誌論文] Semi-polar InN(10-13) dominant growth on GaAs(110) substrate by mixing hydrogen in carrier gas (2011)
  • 著者名/発表者名: H.C. Cho, M. Suematsu, H. Murakami, Y.Kumagai, R. Toba, A. Koukitu
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: Vol. 318 ページ: 479-482
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermodynamic analysis on HVPE growth of InGaN ternary alloy (2011)
  • 著者名/発表者名: Koshi Hanaoka, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai, Akinori Koukitu
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: Vol. 318 ページ: 441-445
  • 査読あり
• [学会発表] Thermodynamic analysis of HVPE-Is it possible to grow InGaN by HVPE?- (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Koukitu, K. Hanaoka, H. Murakami, Y.Kumagai
  • 学会等名: 2012 Meijo International Symposium on Nitride Semiconductors (MSN2012)
  • 発表場所: Meijo University(愛知県)
  • 年月日: 2013-02-28
• [学会発表] InGaN成長組成の面方位依存性に関する理論的考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤村侑,村上尚,熊谷義直,纐纈明伯
  • 学会等名: 第42回結晶成長国内会議
  • 発表場所: 九州大学(福岡県)
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] 纐纈明伯,HVPE法を用いたsapphire(0001)基板上InN成長におけるNH3供給分圧依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 富樫理恵,山本翔,K.F.Karlsson,村上尚,熊谷義直,P.O.Holtz
  • 学会等名: 第42回結晶成長国内会議
  • 発表場所: 九州大学(福岡県)
  • 年月日: 2012-11-09
• [学会発表] Selective MOVPE growth of semi-polar InN layers on GaAs(311)A and (311)B substrates (2012)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Murakami, Tetsuro Hotta, Mayu Suematsu, Tadashi Ohachi, Yoshinao Kumagai, Akinori Koukitu
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors 2012 (IWN2012)
  • 発表場所: Sapporo Convention Center(北海道)
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] Suppression of twin formation for the growth of InN(10-1-3) on GaAs(110) by metalorganic vapor phase epitaxy (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Murakami, S. Takenaka, T. Hotta, Y. Kumagai, A. Koukitu
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Growth of III-Nitrides (ISGN-4)
  • 発表場所: St. Petersburg(ロシア)
  • 年月日: 2012-07-19
• [学会発表] Thermodynamic analysis of InGaN-HVPE growth using III-bromides and III-iodides (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Hirasaki, K. Hanaoka, H. Murakami, Y. Kumagai, A. Koukitu
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Growth of III-Nitrides (ISGN-4)
  • 発表場所: St. Petersburg(ロシア)
  • 年月日: 2012-07-17
• [学会発表] GaAs(110)基板上半極性InN成長における水素添加効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村上尚,堀田哲郎,富樫理恵,熊谷義直,纐纈明伯
  • 学会等名: 第4回窒化物半導体結晶成長講演会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2012-04-28
• [学会発表] GaAs(311)A及び(311)B上半極性InNのMOVPE成長 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀田哲郎,富樫理恵,村上尚,熊谷義直,纐纈明伯
  • 学会等名: 第4回窒化物半導体結晶成長講演会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2012-04-28
• [学会発表] MOVPE法によるGaAs(110)上InN成長における水素添加の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀田哲郎末松真友,竹中佐江,冨樫理恵,村上尚,熊谷義直,纐纈明伯
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] MOVPE法を用いた半極性InN(10-13)低温成長への水素添加の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹中佐江,末松真友,堀田哲郎,村上尚,熊谷義直,纐纈明伯
  • 学会等名: 応用物理学会結晶工学分科会主催2011年・年末講演会
  • 発表場所: 学習院創立百周年記念会館(東京都)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] MOVPE法による高指数面GaAs(311)A及び(311)B基板上への半極性InN成長 (2011)
  • 著者名/発表者名: 末松真友,竹中佐江,堀田哲郎,村上尚,熊谷義直,纐纈明伯
  • 学会等名: 応用物理学会結晶工学分科会主催2011年・年末講演会
  • 発表場所: 学習院創立百周年記念会館(東京都)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Influence of Growth Temperature on the Twin Formation of the InN{10-13} on GaAs(110) by Metalorganic Vapor Phase Epitaxy (2011)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Murakami, H.-C. Cho, Mayu Suematsu, Katsuhiko Inaba, Yoshinao Kumagai, Akinori Koukitu
  • 学会等名: The 9th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-9)
  • 発表場所: SECC, Glasgow(スコットランド)
  • 年月日: 2011-07-13
• [学会発表] In系窒化物半導体のMOVPE、HVPE成長 (2011)
  • 著者名/発表者名: 村上尚,富樫理恵,稲葉克彦,熊谷義直,纐纈明伯
  • 学会等名: 第3回窒化物半導体結晶成長講演会
  • 発表場所: 九州大学(福岡県)
  • 年月日: 2011-06-17
• [学会発表] MOVPE法によるGaAs(110)上InN{10-13}の成長温度が双晶形成に与える影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 堀田哲郎,末松真友,趙賢哲,富樫理恵,稲葉克彦,村上尚,熊谷義直,纐纈明伯
  • 学会等名: 第3回窒化物半導体結晶成長講演会
  • 発表場所: 九州大学(福岡県)
  • 年月日: 2011-06-17
• [図書] GaNパワーデバイスの技術展開,サイエンス&テクノロジー (2012)
  • 著者名/発表者名: 纐纈明伯,熊谷義直,村上尚
  • 総ページ数: 264
• [備考]
  • URL: http://koukitu-lab.jpn.org/