• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2013 年度 実績報告書

超平坦六方晶窒化ホウ素単結晶マクロテラスアレイおよびマクロウォールアレイの作製

研究課題

研究課題/領域番号 24656013
研究機関静岡大学

研究代表者

原 和彦  静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (80202266)

キーワード六方晶窒化ホウ素 / 化学気相法 / 単結晶薄膜
研究概要

六方晶窒化ホウ素(h-BN)の結晶学的特性を活用して、サファイア基板上にマクロテラスアレイとマクロウォールアレイをする手法により、産業応用に対応できる面積があり、原子レベルで平坦な表面と高い結晶品質を実現することが目標である。平成24年度は、BCl3とNH3を原料とする化学気相法(CVD)により、サファイアc面基板上にc軸方向に配向したBN薄膜の成長を達成したが、25年度はさらに結晶性を向上させるためのCVD条件の最適化と共に、選択成長のための微細加工条件の探索を進めた。具体的に得られた結果・知見は以下の通りである。
1) まず、ガス流に対して基板を垂直に配置することにより、特性を大幅に改善させた。この条件において常圧で作製した薄膜については、成長温度(Tg)の上昇に伴い結晶化が促進され、1500 °Cにおいてc軸に強く配向した薄膜が得られた。しかし、さらに高い温度では、過度の基板窒化による結晶性の劣化が示唆された。発光特性は結晶性と強い相関があり、1500 °Cにおいて、不純物発光ではあるがh-BNからの最も強い発光を得た。
2) 20 kPaの減圧成長においても、常圧成長と同様に、結晶性と発光特性には正の相関があり、Tgに対して類似の傾向を示した。常圧成長との違いは、特性が改善されるTgが1200-1300 °Cに下がることである。さらに1200 °Cにおいて作製した薄膜は、基板に対して面内方位が{100}h-BN // {110}sapphireにそろった薄膜が得られ、厚膜のh-BN薄膜としては初めて明確な単結晶成長を達成した。この条件では、テラス、ウォール結晶を作製する上で不可欠な横方向成長が促進されることも示した。
3) 反応性イオンエッチングの各種条件依存性から、BCl3/Cl2供給比の増大により、サファイア/h-BNエッチングレート比を上げられることを明らかにした。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 高温CVDにより成長した六方晶BN薄膜の発光特性2014

    • 著者名/発表者名
      梅原直己, 桑原伊織, 李 惠映,光野徹也, 小南裕子, 中西洋一郎, 原 和彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 113 ページ: 25-28

  • [学会発表] 高温CVDにより成長した六方晶BN薄膜の発光特性2014

    • 著者名/発表者名
      梅原直己, 桑原伊織, 李 惠映, 光野徹也,小南裕子,中西洋一郎, 原 和彦
    • 学会等名
      第61 回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      20140318-20140318
  • [学会発表] CVDによりサファイア基板上に成長させた六方晶窒化ホウ素薄膜の結晶構造評価2014

    • 著者名/発表者名
      桑原伊織, 梅原直己, 光野徹也, 小南裕子,中西洋一郎, 原 和彦
    • 学会等名
      第61 回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      20140318-20140318
  • [学会発表] 高温CVDにより成長した六方晶BN薄膜の発光特性2014

    • 著者名/発表者名
      梅原直己,桑原伊織, 李 惠映, 光野徹也,小南裕子,中西洋一郎, 原 和彦
    • 学会等名
      発光型/非発光型ディスプレイ合同研究会
    • 発表場所
      新潟大学 駅南キャンパス(新潟県)
    • 年月日
      20140124-20140124
  • [学会発表] Chemical vapor deposition of hexagonal boron nitride and its luminescence property in the UV spectral region2013

    • 著者名/発表者名
      原 和彦
    • 学会等名
      International Workshop on Luminescent Materials 2013
    • 発表場所
      京都大学芝蘭会館別館(京都府)
    • 年月日
      20131115-20131115
    • 招待講演
  • [学会発表] 六方晶窒化ホウ素薄膜のサファイア基板上への高温化学気相成長におけるBCl3供給量依存性2013

    • 著者名/発表者名
      李 惠映, 梅原直己, 桑原伊織, 光野徹也, 小南裕子, 中西洋一郎, 原 和彦
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府)
    • 年月日
      20130917-20130917
  • [学会発表] High Temperature Growth of Hexagonal Boron Nitride Films by Chemical Vapor2013

    • 著者名/発表者名
      K. Hara, H.-Y. Lee, T. Kouno, H. Kominami, Y. Nakanishi
    • 学会等名
      10th International Conference on Nitride Semiconductors
    • 発表場所
      Gaylord National Hotel and Convention Center, Washington D.C., USA
    • 年月日
      20130828-20130828

URL: 

公開日: 2015-05-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi