宇宙用通信システムの小型軽量高効率化に向けた次世代半導体の研究開発

研发下一代半导体，使空间通信系统更小、更轻、更高效

基本信息

批准号：
19J11998
负责人：
稲富悠也
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J11998/
关键词：
窒化ガリウム窒化物半導体結晶成長窒化アルミニウム

项目摘要

成長中の結晶表面における吸着原子密度の計算を可能とする計算手法を提案し、MOVPE法により成長中のGaNとAlNの極性面に適用した。解析の結果、GaN(0001)とAlN(0001)では表面のほとんどをNが吸着しており、それに対してGaとAlは少数であることがわかった。一方で(000-1)面における表面状態は大きく異なっている。GaN(000-1)においては表面をHが覆っており、GaとNの密度は非常に少ないことがわかった。実験的にGaN(000-1)の核生成頻度が非常に少なく成長速度が遅いことがわかっており、その原因はGaとNの密度が非常に低いことであると考えられる。低温バッファ層を用いた転位低減を行うには成長初期に意図的に三次元的に成長させる必要がある。GaN(000-1)においてGaとNの吸着原子密度を高めて核生成頻度を増加させるためには水素分圧を減少させることが有効であることが明らかとなった。AlN(000-1)では1MLのAlが吸着し、その上に0.25MLのNが吸着した構造が支配的となる。実験的にはAlN(000-1)の成長は三次元的な表面になりやすく、この原因はAlとNの密度が非常に高いことであると考えられる。平坦な結晶を成長させるためにはAlとNの密度を低下させることが必要である。解析の結果、成長温度を高くする、水素分圧を高くする、AlとNH3の分圧を小さくするとAlとNの吸着原子密度を低下させることができることが明らかとなった。

我们提出了一种计算方法，该方法允许在生长的晶体表面上计算吸附的原子密度，并通过Movpe方法在生长过程中将其应用于GAN和ALN的极性表面。分析表明，GAN（0001）和ALN（0001）的大多数表面都被N吸附而成，而GA和AL则很小。另一方面，（000-1）平面上的表面状态显着不同。在GAN（000-1）中，表面被H覆盖，并且发现GA和N的密度非常低。在实验上，已经发现GAN（000-1）的成核频率非常低，生长速率很慢，因此人们认为GA和N的密度非常低。为了减少使用低温缓冲层的位错，有必要在生长开始时故意在三个维度上生长层。已经表明，减少氢分压有效地增加了GA和N的吸附原子密度，并增加了GAN中的成核频率（000-1）。在ALN（000-1）中，1ml的Al被吸附，而n的0.25ml占主导地位。在实验上，ALN（000-1）的生长可能是三维的表面，这被认为是由于Al和N的密度极高。为了生长平坦的晶体，必须降低AL和N的密度。分析表明，增加生长温度，增加氢部分，并降低AL和NH3的压力和NH3的压力和NH3的压力和ADSOR ADSOR ADOR ADOR ADOR ADOR ADOR ADOR ADOR ADOR ADOR ADOR dED dED ADSOR ADSOR ADSOR AD AD AD AD AD AD AD AD AD AD AD ADSOR。