2017 Fiscal Year Research-status Report
アンモニア分解率向上による高In組成InGaN結晶の高品質化のための反応炉設計
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16K06260
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
新田 州吾 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特任准教授 (80774679)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 窒化物半導体 / InGaN / MOVPE / LED / LD / アンモニア / 長波長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに主に基板トレイの空間を広くすることにより、同基板表面温度におけるウエハ周囲温度を高くする検討を行い、450～500nmにおいてInGaN/GaN 量子井戸からのフォトルミネッセンス発光強度を増大できることがわかった。今年度はリアクタ内のフローシミュレーションの詳細な検討を行い、基板トレイとウエハの距離に対する、周囲温度の上昇を定量的に見積もった。その結果、基板直前の上流ガス温度が1000umギャップの場合で通常(150um)に比べて50℃ほど高いことが確認できた。これは緑色波長のInGaNを青色に近い条件で成長できることを意味しており、前年度の実験結果を裏付ける結果となった。
今年度は同基板トレイを用いて更なる長波長域での検討を行ったが、長波長域での強度低下が著しく、思うように効果確認ができなかった。そのため今年度は更なる温度ギャップ拡大を試みた。当初案ではリアクタ上流の構造の改造による検討を計画していたが、冷却が必要なノズル部に近いところでの急峻な温度差を実現することは設計上リスクが高いことが判明したこと、ウエハトレイのギャップの効果が良好であったことから、ウエハトレイ側での改良を追加で行うこととした。基板トレイのギャップを更に拡大することは難しいため、サファイアのウエハトレイを作製し、その上に成長基板を設置する方法を試みた。これにより、更に基板表面温度と周囲温度の差を大きくすることができることが確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
装置の改良については予定通りの効果を得ている。長波長化で黄色までの検証ができていないが、より効果の高いサファイアトレイの導入などにより挽回できると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ギャップ拡大による炉内温度制御の他に、高品質GaN基板を用いた高品質InGaN成長も導入し、黄色～赤色の長波長域での高効率化検証を進める。
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