選択成長を用いたGaNバルク単結晶の高品質化に関する研究

选择性生长提高GaN体单晶质量的研究

基本信息

批准号：
07650011
负责人：
平松和政
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

現在、窒素化ガリウム(GaN)のバルク単結晶を作製するために、王水でエッチングしてGaN厚膜とサファイア基板と分離している。しかしながら、ハイドライド気相成長法(HVPE)では、GaNの成長速度が大きいため、サファイア基板の側面上にもGaN成長するので、ZnOの界面がGaNに覆われてしまい、ZnOを王水でエッチングすることが困難となっている。ZnOをエッチングするために成長した基板の縁を切り落とし、側面上GaNを除去する必要がある。基板切断の際にサファイア基板との界面に発生したマイクロクラックによりGaN膜が小さく割れてしまい、大面積GaNバルク単結晶が得られない。そこで、GaNの選択成長技術を用いて、GaNバルク単結晶の大面積化を試みた。サファイヤ基板上にZnOバッファ層を堆積させた後、得た基板の縁のみにSiO_2を堆積させた。作製した基板をHVPE法によりGaN単結晶を成長させるとSiO_2上には全くGaNが成長しておらず、ZnOバッファ層上のみにGaNが成長する。この結果によりHVPEにおいてはじめて選択成長を成功させ、GaNの側面にまでの成長を抑制することができた。さらに、選択成長において四辺状の窓パターンを用いるため、GaN結晶の結晶面と平行する{1120}方向では直線状の境界線が観測されたが、その方向と垂直する{1100}方向では、界面の形状が鋸の歯状であることが分かった。今後、この選択制を維持させながら、厚いGaNを成長させ、GaNバルク単結晶が容易に作製できることが大いに期待できる。

目前，为了制备胆汁氮（GAN）的散装单晶，通过用Aqua Regia蚀刻来，将厚的GAN膜与蓝宝石底物分离。然而，在氢化物蒸气沉积（HVPE）中，GAN在蓝宝石底物的侧面生长，这是由于较高的生长速率，因此GAN在蓝宝石底物的侧面生长，从而使Zno的界面被GAN覆盖，从而难以与Aqua conga conga conga conga otch zno覆盖。对于Etch Zno，需要切断成长的底物的边缘，并取下侧面的gan。切割底物时，由于与蓝宝石底物的界面上产生的微裂纹，GAN膜很小，因此无法获得大区域散装GAN单晶。因此，我们试图通过使用GAN选择性生长技术来增加GAN散装单晶的面积。将ZnO缓冲层沉积在蓝宝石底物上后，仅将SIO_2沉积在所得底物的边缘。当GAN单晶通过HVPE方法在准备好的底物上生长时，没有GAN在SIO_2上生长，而GAN仅在ZnO缓冲层上生长。这一结果使我们能够在HVPE中首次成功发展选择性增长，并抑制增长到GAN方面。此外，由于在选择性生长中使用了四面窗口模式，因此在{1120}的方向上观察到线性边界线，平行于gan晶体的晶体平面，但是发现界面的形状在{1100}垂直于该方向的方向上是锯齿状的。备受期待的是，将来，浓稠的gan可以生长，并且在维护此选择系统的同时，可以轻松地生产gan散装单晶。