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２インチクラスｍ面ＧａＮ自立基板の作製

2英寸级m面GaN自支撑衬底的制作

基本信息

批准号：
24656198
负责人：
八百隆文
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2013-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

極性を持つｃ面GaN基板の限界を打ち破るものとして無極性のm面GaN基板が注目されているが、実用化の観点から最も有望なＨＶＰＥ法による高品質m面ＧａＮ自立基板成長に成功した例は無い。本研究は高品質m面GaN自立基板のHVPE成長技術開発を目的とする。高品質m面GaN自立基板成長における問題は成長中の双晶出現にある。双晶抑制のため、a方向に微傾斜したm面サファイア基板上にGaNを成長する技術を開発した。すなわち、微傾斜サファイア基板表面をアニールによって原子層オーダー段差を持つように調整し、ステップ成長する＋c方向のGaN結晶核を優先成長させることによって、サファイヤ基板上に成長したm面ＧａＮ厚膜の積層欠陥積層欠陥密度＜５Ｅ４／cmと低減化させることに成功した。従来の報告の積層欠陥密度>3Ｅ５／cmに比較して大幅な積層欠陥減少を実現した。次の課題の自然剥離による自立基板作製に関しては、蒸発が容易なバッファー層（EBL層）として、(NH4Cl層とGaNナノコラムの混在層を用いることによって、GaN高温層(HT-GaN)成長温度までの昇温過程でHN4Cl層は蒸発し界面にはGaNナノコラムが形成される条件を見いだした。これによって、成長後の降温過程で熱応力によって界面剥離が起こり、残留歪の小さい自立基板が得られることを見いだした。さらに、厚膜化の過程で、クラック形成の問題に遭遇した。クラック形成を防ぐために、上記ＥＢＬバッファー層の最適化、昇温過程の最適化条件を求め、最終的には１０ｍｍｘ１０ｍｍサイズで膜厚４００ミクロンで、積層欠陥積層欠陥密度＜５Ｅ４／cmのｍ面ＧａＮ基板作製に成功した。

It is expected that the performance of c-plane GaN substrates and high-quality GaN independent substrates can be achieved successfully by HVPE method. The purpose of this study is to develop high-quality GaN independent substrate and HVPE growth technology. The problem of the growth of high quality m-plane GaN self-supporting substrates and the growth of high-quality double crystals have been found. The double crystal suppresses the growth of the crystal, and the technology of the growth of the GaN on the substrate of the microphone in the a direction and the microplane in the a direction is in operation. On the surface of the substrate, the growth of the GaN crystal nucleus in the + c direction is the first to grow the GaN thick film on the substrate, and the density of the thick film on the substrate is less than the density of the substrate. In recent years, there is an active lack of density in the report-gt;3E5/cm is much lower than that in the previous year. The secondary problem is that the self-supporting substrates are naturally peeled off and the self-supporting substrates are used for thermal insulation, and the steamer is easy to cause thermal degradation (EBL), (NH4Cl) GaN thermal insulation (NH4Cl) is mixed with the GaN high temperature temperature (HT-GaN) growth temperature, the temperature range of the growth temperature is the temperature range of the HN4Cl temperature temperature, and the GaN temperature is sensitive to the temperature conditions. In the process of cooling after growing up, the interface is peeled off, and the self-supporting substrate is affected. There are many problems in the process of thickening, thickening, and coating. In this paper, the following results are obtained: the anti-interference effect, the optimization of the EBL, the optimization of the temperature process, the optimization of the film thickness of 400, and the density of the GaN substrate on the surface of 5E4/