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大型高品質ガリウムナイトライド単結晶の育成

大型、高质量氮化镓单晶的生长

基本信息

批准号：
03J03609
负责人：
川村史朗
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

GaN単結晶育成において、転位密度10^4cm^<-2>オーダーが容易に達成され、ロッキングカーブ半値幅が50arcsec以下であることが分かっているNaフラックス法を用いて2inchサイズGaN単結晶高速育成を目標に研究を行った。今年度の成果を以下にまとまる。(1)大型結晶育成装置の開発:結晶を2inchまで大型化しようとする場合、装置の根本的な見直しが必要であることが分かった。50気圧程度の大型容器を作った場合、最大で約100℃/cmという温度勾配が発生してしまう。この問題に対して、育成容器を密封した上で、下からの熱風により加熱するという改良を行った結果、温度勾配は約1℃/cmに低減することを可能とした。(2)転位減少メカニズムの解明:転位の多いMOCVD-GaN薄膜基板上にLPE成長させた場合でも、転位密度が大きく減少するメカニズムをTEM観察によって調査した。その結果、LPE成長初期段階で転位が劇的に減少していることが分かった。これは表面モフォロジーの経時変化と相関していることを明らかにした。(3)再現性の向上:Naフラックス法によるLPE成長の大きな問題点として、再現性に乏しいことが問題となっていた。この問題に対して、下地基板表面の状態や液の均一性、不純物の影響等を調査した結果、Na試薬中に含まれる不純物が再現性向上を妨げる原因となっていることを突き止めた。さらに、簡易的にNa中の酸素・炭素不純物を除去する方法として、Naの減圧脱泡処理法を確立した。このNa試薬を使用した育成によって坩堝上への多核発生の抑制・再現性の向上が確認された。

GaN single crystal growth in the middle, the site density of 10^4 cm ^<-2>, easy to achieve, the half-width of the GaN single crystal is less than 50arcsec, the method of using the middle 2inch GaN single crystal growth in the middle is studied. This year's achievements are as follows. (1)Development of large-scale crystal growing equipment: crystal 2inch large scale, the basic needs of the equipment 50 ℃/cm for large containers, maximum temperature matching is possible. The problem is that the container is sealed and heated. The result is that the temperature is adjusted to about 1℃/cm. (2)Analysis of site reduction: LPE growth on MOCVD-GaN thin film substrates was investigated by TEM in the presence of large site density reduction. As a result, the initial stage of LPE growth is greatly reduced. This is the first time I've ever seen a woman. (3)Reproducibility is improving: There are major problems in LPE growth due to the Nafikus method, and there is a lack of reproducibility. The results of the investigation on the state of the substrate surface, the uniformity of the liquid, the influence of impurities, etc., and the reasons for the increase in reproducibility of impurities contained in the Na test are as follows: In this paper, a simple method for removing acid and carbon impurities from Na was established. The inhibition and reproducibility of multinucleus development on the crucible were confirmed by the use of Na test.