| 研究課題/領域番号 |
26600089
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| 研究機関 | 名城大学 |
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研究代表者 |
成塚 重弥 名城大学, 理工学部, 教授 (80282680)
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| 研究分担者 |
丸山 隆浩 名城大学, 理工学部, 教授 (30282338)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 液相成長 / 窒化ガリウム / テンプレート基板 / 流速支援 / マイクロチャンネルエピタキシー / 転位低減 / 縦方向成長抑制 |
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| 研究実績の概要 |
GaNの流速支援液相成長を実現し低価格でGaNテンプレート基板を成長するため、本年度も引き続き、１）流速支援液相成長用ボートの設計・試作、２）メサ加工基板を用いたマイクロチャンネルエピタキシーによる横方向成長の検討、３）マイクロチャンネルエピタキシーの成長メカニズムの解明、という3つの課題に関して研究を進めた。
１）流速支援液相成長用ボートの設計・試作に関して、３Dプリンタを用いて作製した種々の試作ボートにより実際にGaメルトを使用したモデル実験をおこなった結果、アンモニアガスの供給による泡（バルブ）の浮力による対流発生方式ではなく、機械的に駆動する水車による対流発生方式を採用することを決定した。この方式は、反応管中に回転運動を導入する仕組みの作製に困難をともなうが、駆動力が大きいこと、また、成長用ボートの作製の難易度が低いことから、総合的に判断したものである。以上の結論を受け、BNを素材とするGaN成長用ボートの試作をおこなった。
２）メサ加工基板を用いたマイクロチャンネルエピタキシーによる横方向成長の検討に関しては、昨年度発見した縦方向成長が完全に抑制され、薄くて幅広い横方向成長が得られる現象をさらに詳しく調べるため、メサ加工基板の膜厚依存性、ならびに、メサ方位依存性に関しての実験を行い多くの知見を得ることが出来た。さらには、これらの実験を通して、成長速度が大幅に向上する新条件を見いだすに至った。
３）マイクロチャンネルエピタキシーの成長メカニズムの解明に関しては、縦方向の成長速度が抑制される表面不純物によるスッテプのピンニング効果について、Siドーピングの有り無し関してGaAsマイクロチャンネルエピタキシーを用いたモデル実験もおこなった。
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| 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
３Dプリンタを用いた対流発生方式に関するモデル実験が終了し、効果的な対流発生機構を選択できた。その結果を受け、新ボートの設計・試作も完了した。一方、メサ加工基板を用いたマイクロチャンネルエピタキシーにおける縦方向成長の抑制メカニズム解明に関する実験が順調に進んだ点も挙げられる。以上の実験を通して、電流制御液相成長（LPEE)を用いても、成長速度が大幅に向上する新条件を見いだすに至った点が評価される。
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| 今後の研究の推進方策 |
機械的駆動により対流を発生する新ボートを用い、流速支援液相成長の実証実験を進めるのが基本方針ではあるが、その前に、昨年度発見した成長速度を大幅に向上できる電流制御液相成長（LPEE）の新条件をさらに推進する実験を進めたい。このことは、従来の方式であるLPEEの限界を見極める意味でも重要であり、本研究における流速支援液相成長との対比を通し、GaNのLPE成長の限界を大きく広げる可能性がある。また、本年度は本研究課題の最終年度でもあるので、研究の成果の学会発表、論文投稿を積極的におこないたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コンピュータを使用することにより予想よりデータ処理が順調に進み、そのための謝金が生じなかったため、当初予定した金額以下の執行となり、次年度使用額が発生した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
本年度は、新成長ボートを用いた流速支援液相成長と、LPEEの新成長条件による成長速度の向上実験の2本立てで実験をおこなう計画であり、成長実験に対する原材料費の増加が予想される。以上の背景より、次年度使用額として当期に繰り越した金額を有効利用できる。
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