Growth of high-quality bulk GaN substrate by ammonothermal method

氨热法生长高质量块状GaN衬底

• 批准号: 19F19752
• 负责人: 天野 浩
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-07-24 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19752/
• 关键词: GaN; Ammonothermal; Simulation; アンモノサーマル; バルク成長; 結晶成長シミュレーション

名古屋大学滞在中、シンメル氏はアンモノサーマル法による窒化ガリウムの成長とそのシミュレーションを実施した。窒化ガリウムは、カーボンニュートラル社会を実現するための次世代省エネシステムの構築において、従来のシリコントランジスタに代わる次世代半導体材料の最も有望な候補である。現在ハロゲン化物気相エピタキシー法で成長させた自立型基板が市販されているが、結晶欠陥密度が高く、結晶面の反りも大きいため、社会実装に向けて大きな課題がある。低欠陥密度と低反りの点で最も有望な基板は、アンモノサーマル法で成長させたGaN結晶である。アンモノサーマル法で一般的なのはアルカリ性鉱化剤を使用する方法であるが、極めて高い圧力が必要なことが問題である。一方、酸性鉱化剤の場合、成長圧力ははるかに低くなることが分かっている。シンメル氏は酸性鉱化剤を用いた窒化ガリウム結晶の成長に取り組んだ。特に成長速度を制御するために、成長システムの温度分布流体シミュレーションの確立を試みた。世界に例がなく、ユニークな取り組みである。その成果は二つの学術論文、「アンモノサーマル結晶成長中の流体の流れと温度場のシミュレーションの境界条件-オートクレーブ壁の温度分布の機械学習支援研究」、Crystals、11、254（2021）、および「GaNのアンモノサーマル結晶成長の数値シミュレーション;現状、課題、展望、結晶」11、356（2021）として結実した。アンモノサーマル法では高圧化で結晶成長が行われるために、温度分布や流体の流れをその場観察するのは、大型X線源や検出器などの極めて高価な特別設備が必要である。彼女の構築した温度シミュレーション手法は、アンモノサーマル法での成長制御性を高めるうえで基礎的で非常に貴重な成果と言える。

Staying at Nagoya Universityとそのシミュレーションを実士した。 The construction of the next-generation province and the suffocation system The most promising candidate for next-generation semiconductor materials is において and 従来のシリコントランジスタに generation わる. Nowadays, ハロゲン 気phase エピタキシー法ででさせたself-standing substrate is commercially available and the structure is The density of the crystal is high, the surface of the crystal is large, and the social design is large and the project is large. Low density and low reflection are the most promising substrates, and GaN crystals can be grown using the Anoconic method. The use of the アンモノサーマル method is generally used in the なのはアルカリ性鉱化鉤をThe method is very high, the pressure is extremely high, and the pressure is necessary, so is the problem. On the one hand, in the case of acidic chloride, the growth pressure is low and the growth pressure is low. The acidic ethyl chloride of Semmel is used to suffocate the sulfate crystal and grow into a group. The special growth rate control system and the growth temperature distribution fluid control system are established and tested. The world's にがなく, ユニークなtaking りgroup みである.そのResultsは二つの Academic Paper, "のンモノサーマル Crystal Growth の Fluid の Flow れと Temperature Field のシミ" Mechanical learning support research on temperature distribution of ュレーションのrealm conditions-オートクレーブwallのの", Cryst als, 11, 254 (2021), GaNのアンモノサーマルNumber of crystal growthシミュレーション;Current situation, issues, prospects, crystallization》11, 356 (2021) として殟した.アンモノサーマル method では high pressure で crystal growth が row わ れ る た め わ れ る た め を temperature distribution や fluid の flow れ をIt is necessary to use special equipment such as large-scale X-ray source and high-voltage detectors. The girl's construction method is the same as the temperature control method and the method of using the method The growth control is high and the basics are very valuable and the results are clear.

项目成果

Wide bandgap semiconductors for energy saving applications

用于节能应用的宽带隙半导体

• 发表时间: 2020
• 作者: Schimmel Saskia;Tomida Daisuke;Ishiguro Tohru;Honda Yoshio;Chichibu Shigefusa;Amano Hiroshi;Saskia Schimmel
• 通讯作者: Saskia Schimmel