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低転位バルクGaN単結晶実現に向けた新規気相成長技術の研究

新型气相生长技术研究实现低位错体GaN单晶

基本信息

批准号：
16H05980
负责人：
今出完
金额：
$ 16.06万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-01 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16H05980/
关键词：
結晶成長窒化ガリウム OVPE 酸化ガリウム

项目摘要

酸化ガリウム（Ga2O）をGa源としたGaN結晶成長法（OVPE法）は，排気系を詰まらせる副生成物が生成しないため原理的に長時間の連続成長が期待できる方法である．長時間成長に向けた課題は，ノズル部，および基板ホルダー部における多結晶生成の抑制であるが，H28年度の成果より，ノズル部においてはシールドガスの導入により多結晶生成が抑制された．そこでH29年度は（１）基板ホルダー部の多結晶生成を抑制するため，各種ガス条件を検討したので報告する．加えて，新たに多結晶生成の原因となる（２）H2Oを低減できる炭素吸着法を開発した．（１）については，基板上での核発生を抑制することが重要であるが，核発生頻度を決めるパラメータである過飽和比（σ＝（Ga2O供給分圧P0）/（Ga2O平衡分圧Pe））に着目した．従来の過飽和比(σ＝140)に対し低過飽和比（σ<10）の条件で結晶育成を実施したところ，成長膜上に堆積する多結晶密度が大幅に減少し，5時間の成長においても成長速度の低下，および結晶性の低下は起こらなかった．（２）について，OVPE法では，原料部で副生するH2Oも多結晶生成要因の一つであるが，H29年度は，H2O分圧を低減する手法として，新たに炭素吸湿法を開発した．本手法では，炭素，もしくはメタンガスを導入することで，H2O分圧の低減が可能であり，それにより5時間以上の長時間成長においても多結晶化が大幅に抑制されることが明らかになった．以上の結果より，低過飽和比条件と，炭素吸湿法を組み合わせることで，多結晶生成を抑制しながら約400μm61549;mの厚膜GaN成長(10時間)に成功した．現状では，設備的な制約で成長時間が最長10時間に限定されているが，本年度の成果によれば，更なる長時間成長により1mm厚のGaN成長が期待される．

Acidification of ガリウム (Ga2O), Ga source and GaN crystal growth method (OVPE method), depletion system诘まらせるBy-products がGeneration しないためPrinciple にLong-term Continuous Growth がExpectation できるMethod である． Long-term growth problem, no problem, no substrate, no polycrystalline production suppression, no problem , The results of the H28 year were achieved, and the introduction of the ノズル部においてはシールドガスのによりpolycrystalline generation was suppressed.そこでH29 FY29 (1) Report on the suppression of polycrystalline formation in the substrate part and various conditions of the substrate. Add えて, new たにThe reason for the formation of polycrystals となる (2) H2O を reduce できる carbon adsorption method をkai 発した. (1) It is important to prevent the occurrence of nuclear disease on the substrate and to prevent the occurrence of nuclear disease on the substrate.ータであるSupersaturation ratio (σ=(Ga2O supply partial pressure P0)/(Ga2O equilibrium partial pressure Pe))に目した. The supersaturation ratio (σ=140) and the supersaturation ratio (σ<10) are both low and the crystallization is grown under the conditions of low supersaturation ratio (σ=140) and the growth film is deposited. The polycrystalline density of the polycrystalline has been greatly reduced, the growth rate of the 5-time growth has been reduced, and the crystallinity of the polycrystalline has been reduced. (2) について, OVPE method では, raw material department ででるH2Oも polycrystalline production factor の一つであるが, H29 annual は, H2O pressure reduction する technique として, new たに carbon moisture absorption method をkai 発した． In this method, it is possible to reduce the pressure of H2O by introducing carbon, carbon, and carbon into it.れにより5 more than long-term growth においても polycrystallization が greatly suppressed されることが明らかになった． The above results show that the growth of thick film GaN of about 400 μm 61549; m (10 hours) was successful. The current situation is that the equipment is restricted, the growth time is limited to a maximum of 10 times, the results of this year are limited, and the long-term growth of 1mm thick GaN growth is expected.

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）

"Effect of H2 carrier gas on the growth of thick GaN layers by Oxide Vapor Phase Epitaxy,"

“H2 载气对氧化物气相外延生长厚 GaN 层的影响”

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hirokazu Gunji;Yohei Yamaguchi;Keiju Ishibashi;Shintaro Tsuno;Akira Kitamoto;Masayuki Imanishi;Mamoru Imade;Masashi Yoshimura;Masashi Isemura;Yusuke Mori
通讯作者：
Yusuke Mori

"Suppression of polycrystalline formation during thick-GaN growth by Oxide Vapor Phase Epitaxy,

“通过氧化物气相外延抑制厚 GaN 生长过程中的多晶形成，

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hirokazu Gunji;Yohei Yamaguchi;Yuki Taniyama;Akira Kitamoto;Masayuki Imanishi;Mamoru Imade;Masashi Isemura;Yusuke Mori
通讯作者：
Yusuke Mori

"Effects of NH3/H2 ratio on the polycrystal formation during GaN growth using OVPE method,"

“使用 OVPE 方法生长 GaN 期间 NH3/H2 比例对多晶形成的影响，”

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shintaro Tsuno;Hirokazu Gunji;Yohei Yamaguchi;Keiju Ishibashi;Akira Kitamoto;Masayuki Imanishi;Mamoru Imade;Masashi Yoshimura;Masashi Isemura;Tomoaki Sumi;Junichi Takino;Yoshio Okayama;Masaki Nobuoka;Yusuke Mori
通讯作者：
Yusuke Mori

"Growth of GaN layers using Ga2O vapor synthesized from Ga and H2O

“使用 Ga 和 H2O 合成的 Ga2O 蒸气生长 GaN 层