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酸化物原料を用いたバルク窒化ガリウム単結晶成長

使用氧化物原料生长块状氮化镓单晶

基本信息

批准号：
12J00812
负责人：
隅智亮
金额：
$ 1.73万
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：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J00812/
关键词：
窒化ガリウム酸化物原料気相成長結晶成長

项目摘要

今年度の前半では前年度に開発したGaと水蒸気を反応させてGa2Oガスを生成する原料ガス供給法を用いたGaN結晶成長法に取り組んだ。前年度はGaN結晶の成長に成功したが、成長速度が24 um/hと成長速度の増加が必要であった。原因はGa2Oガスの供給量が不十分なためであった。その理由は原料部でのGaと水蒸気の反応効率が悪いためであると考えられた。Gaの表面積を6倍に増加させたところ、5%程度だった水蒸気の反応効率が23%まで向上し、Ga2Oガスの生成量の増加に成功した。また、Ga2Oガスの供給量の増加とともに成長速度が増加し、104 um/hの成長速度を達成した。以上の成果を国際会議及び論文として発表した。今年度の後半にはGaN結晶のさらなる高速成長に取り組んだ。高速成長時に基板上で多結晶が発生していたが、原因はマイグレーションが不十分であると考えられた。これまで行っていた有極性c面上への成長と比べて無極性面成長ではマイグレーションの促進が期待できる。c面では40 um/h以上において多結晶が発生したが、無極性面上では成長速度200 um/hにおいても多結晶の発生が抑制された。ところで、c面と比べて無極性面は大面積な種基板が存在せず、バルク結晶の成長にはc面の高速成長が重要である。そこで、マイグレーションの促進が期待できる高温成長によりc面の高速成長に取り組んだ。これまでは成長温度は最高でも1200oCであり、最大の成長速度は180 um/hであった。本研究で1200oCを超える温度で成長を行ったところ、高温ほど平坦な結晶が高速成長した。1350oCにおいて成長速度300 um/hで成長した結晶のX線ロッキングカーブ半値幅は76 arcsecであり、種基板の結晶性を引き継いだGaN結晶が得られた。また、無極性面成長での成果をまとめて論文として発表した。

In the first half of this year, the GaN crystal growth method was used to select the raw material supply method. The growth of GaN crystals in the past year was successful, and the growth rate was 24 um/h. The growth rate was increased. The reason is that the supply of Ga2O is not very high. The reason for this is that the raw material is not available. The surface area of Ga was increased by 6 times, the reaction efficiency of water vapor was increased by 5%, and the production amount of Ga2O was increased successfully. The growth rate of Ga2O3 increased, and the growth rate of Ga2O3 reached 104 um/h. The results of the above international conferences and papers were presented. In the second half of this year, GaN crystals grow rapidly. When growing at a high speed, multiple crystals appear on the substrate, and the reason is that the crystals do not grow very well. The growth of the polar surface is expected to be higher than that of the nonpolar surface. The growth rate of polycrystal on the c plane is more than 40 um/h, and the growth rate of polycrystal on the polar plane is 200 um/h. The existence of large area seed substrates and the rapid growth of the c-plane are more important than the non-polar plane. The high temperature growth and high speed growth of C plane are expected to be promoted. The highest growth temperature is 1200 ° C, and the maximum growth rate is 180 um/h. In this study, the growth rate was 1200 ℃, and the growth rate was 1200 ℃. At 1350 ° C, the growth rate is 300 um/h, the X-ray half-amplitude of the crystal is 76 arcsec, and the crystallinity of the seed substrate is 76 um/h. The results of non-polar plane growth are presented in this paper.

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）

Ga_2OをGa源とした気相成長法によるGaN結晶の高速成長

以Ga_2O为Ga源气相生长GaN晶体的高速生长

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tomoaki Sumi;Hiroaki Takatsu;Masami Juta;Yuan Bu;Akira Kitamoto;Mamoru Imade;Masashi Yoshimura;Masashi Isemura;Yusuke Mori;隅智亮;Tomoaki Sumi;Tomoaki Sumi;隅智亮
通讯作者：
隅智亮

Growth of GaN layers using Ga2O vapor obtained from Ga and H2O vapor

使用从 Ga 和 H2O 蒸气获得的 Ga2O 蒸气生长 GaN 层

DOI：
10.7567/jjap.54.051001
发表时间：
2015
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics
影响因子：
1.5
作者：
Tomoaki Sumi;Yuuki Taniyama;Hiroaki Takatsu;Masami Juta;Akira Kitamoto;Mamoru Imade;Masashi Yoshimura;Masashi Isemura;Yusuke Mori
通讯作者：
Yusuke Mori

Homoepitaxial growth of a-plane GaN layers by reaction between Ga2O vapor and NH3 gas

DOI：
10.7567/jjap.54.065501
发表时间：
2015-04
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics
影响因子：
1.5
作者：
T. Sumi;Yuuki Taniyama;H. Takatsu;Masami Juta;A. Kitamoto;M. Imade;M. Yoshimura;M. Isemura;Y. Mori
通讯作者：
T. Sumi;Yuuki Taniyama;H. Takatsu;Masami Juta;A. Kitamoto;M. Imade;M. Yoshimura;M. Isemura;Y. Mori

Influence of the GaN Layer Thickness on the Crystallinity in the Vapor Phase Epitaxy Growth of GaN Using Ga2O

Ga2O气相外延生长GaN层厚度对结晶度的影响

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
P.V. Avramov;A.A. Kuzubov;S. Sakai;H. Naramoto;M. Ohtomo;S. Entani;Y. Matsumoto;P.B. Sorokin;Tomoaki Sumi et al.
通讯作者：
Tomoaki Sumi et al.

Growth of GaN Layers Using Ga2O Vapor Synthesized from Ga Metal

使用 Ga 金属合成的 Ga2O 蒸气生长 GaN 层

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tomoaki Sumi;Hiroaki Takatsu;Masami Juta;Yuan Bu;Akira Kitamoto;Mamoru Imade;Masashi Yoshimura;Masashi Isemura;Yusuke Mori
通讯作者：
Yusuke Mori