安熱合成法による高品質・大型バルクGaN単結晶の育成

采用氨热合成法生长高质量、大尺寸块状GaN单晶

基本信息

  • 批准号:
    16656006
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.11万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
  • 财政年份:
    2004
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2004 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

アモノサーマル法によるGaN結晶の作製においては、前駆体・鉱化剤の種類や濃度、結晶作製温度や圧力など、様々なパラメータについて最適化しなければならない。鉱化剤をNH_4Clに絞り、温度圧力を系統的に変化させることでデータを蓄積した。得られた実験結果のうち、特に最も重要である核生成の制御に考察した。安熱合成法によるGaN結晶育成実験の結果、HVPE法により作製された2mm角GaN基板上への結晶作製に成功した。4日間で21μmのGaN結晶成長に成功した。逆格子マップによる評価から、育成結晶は種結晶上にエピタキシャル成長していることが分った。また、鉱化剤の添加量により結晶成長速度や形状の制御が可能であり、これまでに最高で27.5μm/dayまで達した。また、10日間の長期間育成実験においても、結晶育成は継続されていることから、原料が継続して供給されてさえいれば、結晶成長はコンスタントに継続されることが分った。2mm角での結晶作製に成功したことから、結晶の大型化についても試みた。10mm角のバルク種結晶を用いて、10日間で膜厚230μmの透明なGaN結晶作製に成功した。結晶の作製速度は23μm/dayであり、バルク種結晶を用いても、結晶育成速度が変わらないことが確認された。電子線回折パターンから、作製したGaN結晶は単結晶であることが確認され、また、TEMによる転位密度測定の結果、転位密度は基板と同程度の1.0×10^9cm^2であった。本研究により、安熱合成法によりGaNバルク結晶作製が可能であることを示した。また、長期間育成においても結晶作製速度が保たれることが確認され、バルク種結晶上へのGaN結晶作製にも成功した。これにより、さらに大きな種結晶の仕様と長期間育成をすることで、バルクGaN単結晶の大型化が期待される。
GaN crystallization process is optimized for temperature, precursor, chemical species, concentration, crystallization temperature, pressure, and temperature. NH_4Cl and NH_4Cl are the main components of the system. The most important thing is to investigate the control of nuclear production. The results of GaN crystal growth by thermal synthesis method, HVPE method and GaN crystal growth on 2mm angle GaN substrate were obtained successfully. 4. GaN crystal growth at 21μm during the day was successful. The crystal is grown. The crystal growth rate and shape can be controlled by the amount of chemical added, and the maximum is 27.5μm/day. 10 days of long-term cultivation, crystallization, raw material supply, crystallization, growth and development 2mm angle of crystallization successfully, crystallization of large-scale test 10mm angle crystal was successfully fabricated with transparent GaN crystal with film thickness of 230μm. Crystallization speed is 23μm/day. Crystallization speed is confirmed. The electron beam reflection, fabrication, and GaN crystallization were confirmed by TEM. The results of site density measurement showed that the site density was 1.0×10^9cm^2 at the same level as the substrate. In this research, we show that GaN Balku crystal production is possible through the thermal synthesis method. It is confirmed that the GaN crystallization process on the seed crystal is successful. This is the first time that a large GaN crystal has been grown in a long time.

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Growth of the 2-in-size bulk ZnO single crystals by the hydrothermal method
  • DOI:
    10.1016/j.jcrysgro.2003.08.019
  • 发表时间:
    2004-01-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Ohshima, E;Ogino, H;Fukuda, T
  • 通讯作者:
    Fukuda, T
Crystal growth of GaN by ammonothermal method
  • DOI:
    10.1016/j.jcrysgro.2003.08.031
  • 发表时间:
    2004-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    A. Yoshikawa;E. Ohshima;T. Fukuda;H. Tsuji;K. Oshima
  • 通讯作者:
    A. Yoshikawa;E. Ohshima;T. Fukuda;H. Tsuji;K. Oshima
Single crystal growth of GaN by the temperature gradient Na flux method
  • DOI:
    10.1016/j.jcrysgro.2004.03.035
  • 发表时间:
    2004-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    M. Aoki;H. Yamane;M. Shimada;S. Sarayama;Hirokazu Iwata;F. Disalvo
  • 通讯作者:
    M. Aoki;H. Yamane;M. Shimada;S. Sarayama;Hirokazu Iwata;F. Disalvo
ソルボサーマル法によるZnOバルク結晶作製とそのGaN結晶への適用
溶剂热法制备ZnO块状晶体及其在GaN晶体中的应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    前田康二;飛田聡;目良裕;福田承生;吉川彰
  • 通讯作者:
    吉川彰
水熱合成法によるZnO単結晶の作成技術
水热合成法制备ZnO单晶技术
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    前田康二;飛田聡;目良裕;福田承生
  • 通讯作者:
    福田承生
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    2006
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    0
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    福田 承生
ソルボサーマル法によるZnO・GaNバルク結晶成長
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
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  • 影响因子:
    0
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    福田 承生

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    63631505
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