Selective area growth of GaN on glass using an AIC seed layer for micro-LED applications

使用 AIC 种子层在玻璃上选择性区域生长 GaN，用于 micro-LED 应用

基本信息

批准号：
17F17366
负责人：
宇佐美徳隆
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-11-10 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度に、アルミニウム誘起層交換成長法により作製するシリコン薄膜の結晶方位ゆらぎの新たな評価法とその制御因子についての知見を得た。本年度は、前年度に得られた知見をベースとして、結晶方位ゆらぎの程度を系統的に変化させたシリコン薄膜をアルミニウム誘起層交換成長法により作製し、さらに窒化ガリウム薄膜を有機金属気相成長法により成長する実験に着手した。また、その高品質化メカニズムについて検討を進めた。窒化ガリウム薄膜の成長実験は、シリコン(111)単結晶基板上の成長に対して最適化された条件に固定して行った。窒化ガリウムの高品質化に有効な窒化アルミニウム緩衝層を導入している。作製した窒化ガリウム薄膜に対し、エックス線回折の半値幅を指標として結晶性の評価を実施したところ、下地となるシリコン薄膜の結晶方位ゆらぎを抑制することにより、結晶性を大きく改善できることがわかった。具体的なプロセス条件としては、アルミニウム誘起層交換成長における熱処理温度と時間を、400℃程度の低温と20分程度の短時間とすることが重要であるとわかった。また、窒化ガリウム薄膜は、下地のシリコン薄膜多結晶と対応して配向した多結晶となっている。電子顕微鏡観察の結果から、各結晶粒の中心部に穴状の物理的な欠陥が存在することが明らかとなった。この欠陥は、シリコン薄膜の成長時において過剰な過飽和度により{111}配向しなかったシリコン結晶に起因しており、今後の改善が必要である。

在上一年，我们获得了一种新方法，以评估铝诱导的层交换生长及其调节因子产生的硅薄膜中的晶体取向波动。今年，根据上一年获得的发现，我们已经开始了一个实验，其中使用铝制诱导的层换层生长方法制造了具有系统地改变晶体取向波动程度的硅薄膜，并使用有机金属蒸气相生长方法生长了氮化盐薄膜。我们还讨论了提高质量的机制。在硅（111）单晶基板上优化生长的条件下，进行了氮化壳薄膜的生长实验。引入了氮化铝缓冲层，这有效地提高了氮化碳的质量。当使用X射线衍射的一半宽度作为指数评估了制造的氮化壳薄膜的结晶度时，发现通过抑制基础硅薄膜的晶体取向波动，可以极大地改善结晶度。已经发现，特定的过程条件对于保持铝诱导的层交换生长在低温约为400°C的热处理温度和时间很重要。此外，氮化壳薄膜是与下面的硅薄膜多晶多晶的相应的多晶膜。电子显微镜观察结果表明，每个晶粒的中心都有孔形的物理缺陷。该缺陷是由硅晶体在硅薄膜生长过程中过度过饱和的硅晶体引起的，并且必须进行未来的改进。