シリコン基板上への窒化物半導体結晶成長

硅衬底上氮化物半导体晶体生长

• 批准号: 05452098
• 负责人: 赤崎 勇
• 金额: $ 4.42万
• 依托单位: Meijo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05452098/
• 关键词: GaN on Si; AlGaN on Si; Heteroepitaxy; Intermediote layer; AlN; Potcal Flow Channel; MOVPE

GaNを中心とするIII族窒化物半導体、AlGaN,GaN及びGaInNは、室温で安定相であるウルツ鉱構造を形成する場合、全て直接遷移型バンド構造を有し、しかもそのバンドギャップが室温で1.9eVから6.2eVと広範囲に亙ることから、特に400nm台の可視短波長、及び紫外光のレーザダイオードの実現、或いはフルカラー発光ダイオードの実現にとって有望である。通常、III族窒化物半導体はサファイア基板上に作製するが、サファイアが絶縁性であること及び堅牢であることなどから、加工の容易な低抵抗材料基板が望まれていた。Siは加工及び低抵抗化が容易であるため、有望な基板用材料である。しかしながら、III族窒化物とSiは結晶構造或いは原子配列周期が異なるため、高品質結晶の作製は容易ではなかった。本研究では、本科学研究費の補助などにより、【.encircled1.】Si基板上への高品質結晶作製のためのMOVPE装置の作製、及び【.encircled2.】Si基板上への高品質結晶作製法の確立を目的として研究を行った。その結果、1.二層流横型MOVPE炉の導入により、極めて制御性のよい成長が可能となった。また、2.GaN、AlGaN或いはGaInN成長の前に、比較的高温でSi基板上にAlNを中間層として成長することによりサファイア基板上と同程度の高品質結晶の作製が可能であることが明かとなった。しかしながら、熱膨張係数の違いによりクラックが発生してしまうこともわかり、現在までデバイス作製には成功していない。今後、クラック発生を抑制する方策を検討していく予定である。

GaN is centered on group III semiconductor compounds, AlGaN,GaN and GaInN, and when the structure is formed in a stable phase at room temperature, the structure of a fully direct transfer type is formed in a stable phase at room temperature, and the structure of a fully direct transfer type is formed in a stable phase at room temperature. It's a good idea. General, III compound semiconductor substrate manufacturing, processing, low resistance material substrate is desirable. Si is easy to process and reduce resistance. Group III compounds Si crystal structure or atomic arrangement period is different, high quality crystal production is easy This research is funded by this scientific research fee. High quality crystallization on Si substrates and fabrication of MOVPE devices The purpose of this study is to establish a method for producing high-quality crystals on Si substrates. The results are as follows: 1. The introduction of two-layer transverse MOVPE furnace is very important, and the growth of control property is possible. 2. GaN, AlGaN, or InGaN grown before, at relatively high temperatures, AlN intermediate layers grown on Si substrates are possible to fabricate high-quality crystals of the same degree on Si substrates. The thermal expansion coefficient is not correct, and the thermal expansion coefficient is correct. In the future, we will discuss ways to suppress the occurrence of diseases.

项目成果

A.Natanabe,T.Takeuchi,K.Hirosawa,H,Amano,K.Hiramatsu,I.Akasaki: "The growth of single grystalline GaN onasi subetrate using AlN cescen interradiate lager" Journal of Cryshal Gnwth. 128. 391-396 (1993)

A.Natanabe、T.Takeuchi、K.Hirosawa、H、Amano、K.Hiramatsu、I.Akasaki：“使用 AlN cescen interradiate lager 生长单晶 GaN onasi subetate”Cryshal Gnwth 杂志。

K.Hirosawa,K.Hiromatsu,N.Sawaki,I.Akasaki: "Growth of Single Crystal Alt Ga,xN Fims on Si Suksrotes by Metrlongamic Vopor Phase Eplfasy" Japanese Tournal of Applied Phyics. 32. L1039-L1042 (1993)

K.Hirosawa、K.Hiromatsu、N.Sawaki、I.Akasaki：“通过 Metrlongamic Vopor Phase Eplfasy 在 Si Suksrotes 上生长单晶 Alt Ga,xN Fims”日本应用物理锦标赛。