酸化亜鉛ホモエピタキシー成長のための基板開発

3年計画の2年目である平成16年度は、ワイドギャップ半導体である酸化亜鉛の実用化に向けて、酸化亜鉛結晶の水熱成長実験、育成結晶の評価と基板化、エピタキシャル成長実験、及びこれらの準備を行った。具体的には、以下の研究を行った。水熱成長法による結晶育成に関しては、水熱成長法用第2電気炉、エピタキシー用横型ゾーン電気炉を完成させた。そして、水熱成長法で無添加酸化亜鉛の再現性がよく高品質な結晶を育成し、育成温度、電気炉温度差を変えて、育成最適条件を明らかにした。そこで得られた結晶からダイヤモンドカッターおよび研磨機を用いて高品質の基板結晶を得た。この基板結晶上に、臭素を使った化学輸送法によりホモエピタキシャルに酸化亜鉛膜結晶を育成し、結晶が沿面成長する条件を絞り込んだ。そして、より良質の膜結晶の育成を試み、進展があった。また、CVD法による成長も試みた。この他、不純物(Ga_2O_3,Al_2O_3,In_2O_3)を添加した酸化亜鉛結晶の育成を行い、バルク結晶を得、結晶の解析を行い、組成制御についても進展があった。そして、ダイヤモンドカッターおよび研磨機を用いてこれらの結晶を基板化した。基板化した結晶の評価に関しては、結晶の評価のためのフォトルミネッセンス測定装置を立ち上げた。更に、誰でも使えるように、フォトルミネッセンス測定システムの再構築を計画した。

3年計画の2年目である平成16年度は、ワイドギャップ半導体である酸化亜鉛の実用化に向けて、酸化亜鉛結晶の水熱成長実験、育成結晶の評価と基板化、エピタキシャル成長実験、及びこれらの準備を行った。具体的には、以下の研究を行った。水熱成長法による結晶育成に関しては、水熱成長法用第2電気炉、エピタキシー用横型ゾーン電気炉を完成させた。そして、水熱成長法で無添加酸化亜鉛の再現性がよく高品質な結晶を育成し、育成温度、電気炉温度差を変えて、育成最適条件を明らかにした。そこで得られた結晶からダイヤモンドカッターおよび研磨機を用いて高品質の基板結晶を得た。この基板結晶上に、臭素を使った化学輸送法によりホモエピタキシャルに酸化亜鉛膜結晶を育成し、結晶が沿面成長する条件を絞り込んだ。そして、より良質の膜結晶の育成を試み、進展があった。また、CVD法による成長も試みた。この他、不純物(Ga_2O_3,Al_2O_3,In_2O_3)を添加した酸化亜鉛結晶の育成を行い、バルク結晶を得、結晶の解析を行い、組成制御についても進展があった。そして、ダイヤモンドカッターおよび研磨機を用いてこれらの結晶を基板化した。基板化した結晶の評価に関しては、結晶の評価のためのフォトルミネッセンス測定装置を立ち上げた。更に、誰でも使えるように、フォトルミネッセンス測定システムの再構築を計画した。