その場重量測定による窒化アルミニウム基板表面反応メカニズムの解明
通过原位重量测量阐明氮化铝基材表面的反应机理
基本信息
- 批准号:17760007
- 负责人:
- 金额:$ 2.18万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
- 财政年份:2005
- 资助国家:日本
- 起止时间:2005 至 2006
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
アルミニウム(Al)原料に金属Alと塩化水素(HCl)ガスとの反応で選択的に発生させた三塩化アルミニウム(AlCl_3)ガス、窒素(N)原料にアンモニア(NH_3)ガスを用い、この両者の反応により窒化アルミニウム(AlN)単結晶を成長するハイドライド気相エピタキシー(Hydride Vapor Phase Epitaxy : HVPE)法によるAlNの高速成長技術を確立した。初期基板としてシリコン(Si)の(111)面を用い、この初期基板上にAlNの単結晶厚膜を成長後にSi初期基板をエッチャントで溶解除去して(0001)面を有するAlN自立基板作製を再現性良く実現した。AlNはc軸方向に結晶構造的に非対称であり、互いに表裏の関係にあるAl極性面とN極性面が存在するが、最適条件で成長されたAlN自立基板の表・裏面はそれぞれAl極性面、N極性面となっていることを確認した。AlN自立基板の転位密度は3×10^9cm^<-2>と比較的低く、室温フォトルミネッセンス測定において209.4nmにバンド端発光を示した。次に、AlN成長においてAl極性面が安定面となることを初年度に構築したその場重量測定システムにより検討した。AlNの成長条件としては1300℃以上が好適であったが、このような高温下では、AlNが原料ガスのキャリアとして用いる水素(H_2)ガスと反応し、水素化アルミニウム(AlH_x)とNH_3に分解すること、また、N極性面の分解速度がAl極性面の分解速度にくらべ大きいことが明らかとなった。以上の事実から、極性を有さないSi(111)面上では、AlN成長初期過程でAl極性面、N極性面の両者が出現する可能性があるものの、分解速度の大きいN極性面は成長の駆動力が大きくならず、Al極性面のみが選択的に成長することが明らかとなった。
The high speed growth technology of AlN was established by the method of the reaction of Al and HCl to form AlN (AlN) single crystal. The AlN free-standing substrate manufacturing reproducibility is excellent after the AlN single crystal thick film on the initial substrate is grown and the AlN single crystal thick film on the initial substrate is dissolved and removed from the (0001) plane of the initial substrate. The relationship between the Al polar plane and the N polar plane exists in the AlN crystal structure in the c-axis direction, and the optimal conditions for growth are confirmed. AlN self-supporting substrate has a low density of 3× 10^9 cm, and its emission at <-2>209.4 nm is measured at room temperature. In addition, AlN growth, Al polar surface, stability, and initial structure of the field weight measurement system are discussed. The growth conditions of AlN are suitable for AlN at temperatures above 1300℃. The decomposition rate of AlN polar plane is higher than that of Al polar plane. The above results show that the polarity of Al and N polar planes may occur in Si(111) surface, and the possibility of Al polar planes and N polar planes appearing in the initial growth process of AlN is high. The decomposition speed of N polar planes and the growth force of N polar planes are high.
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Thermodynamics on hydride vapor phase epitaxy of AlN using AlCl3 and NH3
- DOI:10.1002/pssb.200565208
- 发表时间:2006-06
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Y. Kumagai;K. Takemoto;J. Kikuchi;Takahiro Hasegawa;H. Murakami;A. Koukitu
- 通讯作者:Y. Kumagai;K. Takemoto;J. Kikuchi;Takahiro Hasegawa;H. Murakami;A. Koukitu
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- DOI:
- 发表时间:2005
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:K.Takemoto;Y.Kumagai;H.Murakami;A.Koukitu
- 通讯作者:A.Koukitu
Polarity dependence of AlN {0001} decomposition in flowing H2
- DOI:10.1016/j.jcrysgro.2007.04.005
- 发表时间:2007-07-15
- 期刊:
- 影响因子:1.8
- 作者:Kumagai, Yoshinao;Akiyama, Kazuhiro;Koukitu, Akinori
- 通讯作者:Koukitu, Akinori
Fe-doped semi-insulating GaN substrates prepared by hydride vapor-phase epitaxy using GaAs starting substrates
使用 GaAs 起始衬底通过氢化物气相外延制备 Fe 掺杂半绝缘 GaN 衬底
- DOI:
- 发表时间:2006
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Y.Kumagai;F.Satoh;R.Togashi;H.Murakami;K.Takemoto;J.Iihara;K.Yamaguchi;A.Koukitu
- 通讯作者:A.Koukitu
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