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2015 年度 実績報告書

高品質・厚膜InGaNのTHVPE成長

研究課題

研究課題/領域番号 26246018
研究機関東京農工大学

研究代表者

纐纈 明伯  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 理事 (10111626)

研究分担者 村上 尚  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90401455)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードHVPE / THVPE / InGaN三元混晶 / 窒化物半導体 / 気相成長 / 発光素子 / 太陽電池
研究実績の概要

In(x)Ga(1-x)Nは、InNおよびGaNの窒化物二元化合物結晶からなる三元混晶である。結晶組成(混晶中のInN組成)を変化させることにより光の波長として365nmから1700nmまで自由に変化させることができる。この三元混晶は上記のような優れた潜在能力を有する材料であるが、残念なことにInN組成20%以上の高品質結晶が得られていない状態である。本研究では、申請者らが考案した新しい原料分子を用いるTHVPE成長法により世界的にも実現していない全組成領域での厚膜・高品質なInGaN混晶の創成を目的として研究を行ってきた。
本年度の研究目的および実績を下記に示す。
1.成長条件と成長速度および成長組成の関係を明らかにする。:平成26年度から続けているInGaN混晶のTHVPE成長における熱力学解析を進め、成長温度、原料濃度および原料供給比と成長速度および成長組成の関係を明らかにした。2.最適な初期基板結晶の決定: 最適な初期基板結晶の探索を行いGaN自立基板結晶 -C面(000-1)が最適であることを明らかにした。 3.高品質厚膜結晶の作製のための成長装置改修:1ミクロン以下の膜厚で組成を少しづつ変化させ成長するステップグレード法を応用するための成長装置(特に、石英反応管)の改修を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

装置改修に関して、石英反応菅の設計および作製に遅れが生じたため、改修の一部をH28年度5月までに延長した。

今後の研究の推進方策

H28年度4月に予定通り装置改修が終了し、H28年度の予定に沿って研究を推進した。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] リンチョーピン大学/ルンド大学(Sweden)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      リンチョーピン大学/ルンド大学
  • [雑誌論文] Growth of thick and high crystalline quality InGaN layers on GaN (000-1) substrate using tri-halide vapor phase epitaxy2016

    • 著者名/発表者名
      Takahide Hirasaki, Martin Eriksson, Quang Tu Thieu, Fredrik Karlsson, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai, Bo Monemar, Per Olof Holtz, Akinori Koukitu
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 456 ページ: 145-150

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2016.08.019

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] LETTER Tri-halide vapor-phase epitaxy of GaN using GaCl3 on polar, semipolar, and nonpolar substrates2016

    • 著者名/発表者名
      Kenji Iso, Nao Takekawa, Karen Matsuda, Kazuhiro Hikida, Naoto Hayashida, Hisashi Murakami and Akinori Koukitu
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 9 ページ: 105501-1-4

    • DOI

      10.7567/APEX.9.105501

    • 査読あり
  • [学会発表] Growth of GaN and InGaN thick epitaxial layers by tri-halide vapor phase epitaxy2016

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Murakami, Takahide Hirasaki, Quang Tu Thieu, Rie Togashi, Yoshinao Kumagai, Kou Matsumoto and Akinori Koukitu
    • 学会等名
      Workshop on Frontier Photonic and Electronic Materials and Devices
    • 発表場所
      Kyoto University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-07-13
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] HVPE growth of the group III nitrides2015

    • 著者名/発表者名
      A. Koukitu, Y. Kumagai, H. Murakami
    • 学会等名
      14th Akasaki Research Center Symposium
    • 発表場所
      Akasaki Research Center
    • 年月日
      2015-11-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Thick (10 μm) and High Crystalline Quality InGaN Growth on GaN(000-1) Substrate by Tri-Halide Vapor Phase Epitaxy2015

    • 著者名/発表者名
      Takahide Hirasaki, Tomoyasu Hasegawa, Misaki Meguro, Quang Tu Thieu, Hisashi Murakami, Yoshinao Kumagai, Bo Monemar, Akinori Koukitu
    • 学会等名
      9th International Workshop on Bulk Nitride Semiconductors (IWBNS-IX)
    • 発表場所
      Act City Hamamatsu, Shizuoka, Japan
    • 年月日
      2015-11-04
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tri-Halide Vapor Phase Epitaxy of Thick GaN and InGaN Layers2015

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Murakami, Takahide Hirasaki, Quang Tu Thieu, Rie Togashi, Yoshinao Kumagai, Kou Matsumoto, Akinori Koukitu
    • 学会等名
      9th International Workshop on Bulk Nitride Semiconductors (IWBNS-IX)
    • 発表場所
      Hansol Oak Valley, Wonju, Korea
    • 年月日
      2015-11-04
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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