权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

ヘテロ界面制御によるZnO基板上への高品質GaNの低温成長

利用异质界面控制在 ZnO 衬底上低温生长高质量 GaN

基本信息

批准号：
19560007
负责人：
任寅鎬
金额：
$ 3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19560007/
关键词：
ヘテロ界面反応制御 AlNバッファー層 ZnO基板低温成長 RHEED XPS SIMS AFM

项目摘要

本研究の目的は、(a)ZnO基板上の窒化物半導体成長のための新しいバッファー層技術を開発しGaN/ZnO界面反応と相互拡散の抑制を可能にすること、(b)サーフアクタントMBEによって高品質GaN膜の成長技術を開発すること、(c)ZnO基板上に、800℃以下の基板温度での高品質GaN膜(X線ロッキングカーブ半値幅((0002)ω-scanの半値幅で300 arcsec以下)の成長技術を開発することである。その中で、ZnO基板とGaN薄膜のヘテロ界面反応の抑制にふさわしいバッファー層として、ZnOとGaNより小さな格子定数、高い凝集エネルギーを持つために高い熱的安定性を有するAIN層をin-situ観察が可能な窒素プラズマ援用MBEを利用して成長させ、成長条件を最適化することを今年の研究目標とした。A1フラックス、N_2流量率、RFパワー及び基板温度を変化させながらAINバッファー層を成長し、その成長過程を反射高速電子線回折(RHEED)でその場観察し、成長したバッファー層の表面モフォロジーを原子間力顕微鏡(AFM)で評価し、結晶性と結晶構造を高分解能X線回折(HR-XRD)を利用して決定し、最適な成長条件を探索した。さらにZnO基板とバッファー層とのヘテロ界面反応の程度と結晶性の関係を分析するために二次イオン質量分析(SIMS)、X線光電子分光(XPS)などで評価を行った。その結果、ZnO基板上のGaN成長において、最適成長条件で成長させたAIN層は、相互拡散による結晶性低下を抑止するためのバッファー層として非常に有効であることを見いだした。

The objectives of this study are: (a) to develop a new technology for GaN layer growth on ZnO substrates;(b) to develop a new technology for GaN layer growth on ZnO substrates;(c) to develop a new technology for GaN layer growth on ZnO substrates;(d) to develop a new technology for GaN layer growth on ZnO substrates; and (e) to develop a new technology for GaN layer growth on ZnO substrates. Development of a growth technique for high-quality GaN films (X-ray half-width ((0002) omega-scan half-width <300 arcsec) at substrate temperatures below 800 DEG C. The purpose of this year's research is to investigate the in-situ observation of AlN layers, the possible application of MBE, the optimization of growth conditions, and the suppression of interfacial reaction between ZnO and GaN thin films. A1, N2 flow rate, RF, and substrate temperature change, the AlN layer growth, the growth process, reflection high-speed electron beam backscattering (RHEED), field observation, the surface of the AlN layer growth, atomic force microscopy (AFM) evaluation, crystallinity, and crystalline structure, high resolution energy X-ray backscattering (HR-XRD) are utilized to determine and optimize the growth conditions. The relationship between the degree of interfacial reflection and crystallinity of ZnO substrates was analyzed by secondary mass spectrometry (SIMS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). As a result, during the growth of GaN on a ZnO substrate, when the AlN layer is grown under optimal growth conditions, the low crystallinity of the AlN layer due to mutual dispersion is suppressed, and the AlN layer is very effective.