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金属バッファ層上層状窒化ホウ素を用いたGaN系デバイス構造成長とその機械的転写

使用金属缓冲层上的氮化硼生长基于 GaN 的器件结构及其机械转移

基本信息

批准号：
22H01968
负责人：
小林康之
金额：
$ 9.98万
依托单位：
Hirosaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01968/
关键词：
六方晶窒化ホウ素分子線エピタキシー窒化物半導体

项目摘要

本研究の目的は、六方晶窒化ホウ素(h-BN)上の機械的転写可能なGaNデバイス構造中の転位密度を低減させるため、h-BNと格子不整合が小さいCu(111)バッファ層またはNi(111)バッファ層をサファイア基板上に成長し、その格子不整合が小さい金属バッファ層上に高品質なh-BNを分子線エピタキシー(MBE)成長し、そのh-BN層上に高品質なGaN系デバイス構造を成長することである。今年度、真空蒸着により基板温度350℃でサファイア(0001)基板上にCu薄膜を成長した。そのサファイア基板上Cu薄膜のX線回折測定から、Cu(111)の回折ピークのみが観測され、サファイア(0001)基板上にCu(111)薄膜が成長したことがわかった。またX線回折のΦスキャンから、そのCu(111)薄膜は双晶を有していることが明らかになった。そのサファイア基板上Cu薄膜を、MBE中でアニールを行い、原子間力顕微鏡(AFM)による評価から基板温度1000℃でアニールを行ったCu(111)薄膜の表面平坦性は劣化するが、基板温度900℃でアニールすることによりCu(111)薄膜の平坦性が向上するとともに、(111)配向性も向上することがわかったが、Cu(111)薄膜中の双晶構造は、MBE中でのアニールでは除去できず、双晶がアニール後も存在することがわかった。その後基板温度800℃、850℃、900℃でBN薄膜をMBE成長した。基板温度900℃で成長したBNの平坦性は劣化したが、基板温度850℃と800℃で成長したBN薄膜の平坦性は、AFMによる評価からCu(111)薄膜の平坦性と同程度であった。これは、基板温度を制御することにより、サファイア(0001)基板上Cu(111)薄膜上に平坦なBNが成長することを示している。

The purpose of this study is to investigate the mechanical properties of hexagonal GaN (h-BN) with respect to the growth of Cu(111) layer on the substrate and the lattice disconformity of Cu(111) layer on the metal layer, with respect to the growth of high quality GaN (h-BN) molecular lines (MBE). High quality GaN structures are grown on the h-BN layer. This year, vacuum evaporation is carried out at a substrate temperature of 350 ° C. Cu thin films are grown on the substrate. X-ray reflection measurement of Cu thin film on substrate, Cu(111) thin film growth on substrate, Cu(111) thin film growth on substrate. The X-ray reflection of Cu(111) thin films is a double crystal. Cu thin film on substrate, MBE, atomic force microscope (AFM), evaluation, substrate temperature 1000℃, surface flatness degradation, substrate temperature 900℃, Cu (111) thin film flatness upward,(111) alignment upward, etc. Cu(111) thin films have a twin structure, which is removed from MBE and exists after the twin structure is removed. BN thin films were grown at substrate temperatures of 800℃, 850℃ and 900℃. The flatness of BN films grown at substrate temperature of 900℃ deteriorates. The flatness of BN films grown at substrate temperature of 850 ℃ deteriorates. The flatness of Cu(111) films is evaluated by AFM. The growth of BN on Cu(111) thin film on substrate is controlled by substrate temperature.