New concept for crystal growth of nitride semiconductors using extended degree of freedom

使用扩展自由度进行氮化物半导体晶体生长的新概念

• 批准号: 21H04609
• 负责人: 福山 博之
• 金额: $ 26.37万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04609/
• 关键词: 結晶成長; 窒化アルミニウム; 窒化物半導体

①フラックス法によるAlN結晶成長実験本年度は、前年度のその場観察実験を踏まえ、ガス冷却管を導入してフラックス内に温度差を設けることによってAlNの連続成長を可能とする実験系を構築した。構築した実験系を用い、結晶成長実験を行い、連続成長の可能性について検討するとともに、結晶成長前の合金融液への窒素溶解過程の効果についても調査した。所定のNi-Al合金をAlN坩堝に入れ、高周波炉内に設置し、AlNが成膜されたサファイア基板上へのエピ成長を試みた。溶融した合金へAlN坩堝および気相からの窒素を溶解させた後、アルミナ保護管に貼付した基板を合金浴に浸漬した。浸漬中、アルミナ保護管内をガス冷却し、基板近傍を局所的に冷却しAlNを成長させた。AlN成長後、基板を合金浴から引き上げ、結晶の表面および断面観察を行ない、浸漬時間とAlN成長量の関係を調べた。実験結果より、成長初期では島状のAlNが生成し、その後それらが合体することで膜状のAlNが生成することが分かった。また、基板浸漬前の窒素溶解過程がAlN膜の成長に顕著な効果があることが明らかとなった。②放射光X線による結晶性評価作製したAlN結晶について、以下の3通りの測定を行った。（１）X線トポグラフィ：試料全体を観察。結晶成長部と種結晶とで明確な違いはなかった。（２）ステップスキャンセクショントポグラフィ：試料の断面像を観察。結晶成長した部分は比較的格子面の乱れは少ないように見えた。（３）ラウエパターンマッピング：結晶成長部と種結晶とでラウエパターンはほとんど変化しなかった。用いた結晶の成長量が小さく、種結晶と分離して十分な評価が行えなかった可能性がある。現在、再度測定する準備を進めている。

1) フ ラ ッ ク ス method に よ る AlN crystals grow be 験 は this year, before the year の そ の field 観 examine be 験 を tread ま え, ガ ス cooling pipe を import し て フ ラ ッ ク ス に を temperature difference within the set け る こ と に よ っ て AlN の grow even 続 を probably と す る be 験 department を build し た. Build し た be 験 を use い, crystal growth be 験 を line い possibility, even 続 growth の に つ い て beg す 検 る と と も に の before, crystal growth and financial liquid へ の smothering element dissolution process の unseen fruit に つ い て も survey し た. Prescribed の Ni - Al alloy を AlN crucible に into れ, high Zhou Bolu し に set inside, AlN が film-forming さ れ た サ フ ァ イ ア substrate へ の エ ピ growth を try み た. Alloy melt し た へ AlN crucible お よ び 気 phase か ら の smothering essence を dissolve さ せ た, ア ル ミ ナ protection tube に TieFu し た substrate を alloy bath に dipping し た. During the impregnation process, the ア ナ ナ ナ is ナ cooled in the protective tube, and the に is cooled near the を station on the substrate. AlNを is growing させた. AlN after growth, substrate を alloy bath か ら lead き げ, crystal の surface お よ び line section 観 examine を な い, dipping time と AlN growth quantity の masato is を adjustable べ た. Be 験 results よ り, growth, early で は island の AlN が generated し, そ の after そ れ ら が fit す る こ と で membrane の AlN が generated す る こ と が points か っ た. Youdaoplaceholder0, the process of <s:1> nitrogen dissolution before substrate impregnation, the がAlN film <s:1> growth に顕, the な effect がある とが とが とが bright ら となった となった. ② Radiating light X-ray による crystallinity assessment 価 preparation of <s:1> たAlN crystals に った て て て て the following <s:1> three-way <s:1> determination を row った. (1) X-ray トポグラフィ : examination of the entire sample を観. The crystallization growth part と kinds of crystals とで clearly な violation of な な った. (2) ステップスキャ トポグラフィ セ ショ ショ トポグラフィ トポグラフィ : sample cross-sectional image を観. The crystalline growth た part of the た comparison of the lattice surface is chaotic れ た less な ように ように see えた. (3) ラウエパタ ラウエパタ <e:1> ッピ ッピ <e:1> グ : crystallization growth part と kinds of crystals とでラウエパタ <s:1> <s:1> ほとん ほとん ほとん ほとん ほとん とでラウエパタ transformation な な ッピ った った った った った ほとん ほとん とでラウエパタ transformation <e:1>. With い た crystallization の growth quantity が small さ く, kinds of crystallization separation と し て very な review 価 が line え な か っ た possibility が あ る. Now, re-measure する to prepare を into めて る る.

项目成果

窒化アルミニウム結晶の製造方法

氮化铝晶体的制造方法

• 发表时间: 2020

Ni-Alフラックス法によるAlNの結晶成長挙動に及ぼす坩堝材の影響

Ni-Al熔剂法坩埚材料对AlN晶体生长行为的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 朴 珉秀;大塚 誠;安達正芳;福山博之
• 通讯作者: 福山博之

AlN単結晶の製造方法

AlN单晶的制造方法

• 发表时间: 2023

福山研究室

福山实验室

Synthesis of AlN Single Crystal by Solution Growth Method in SUS430 Flux

SUS430熔剂溶液生长法合成AlN单晶

• 发表时间: 2023
• 作者: 李 森;福山博之;大塚 誠;安達正芳
• 通讯作者: 安達正芳