Ｎａフラックス法を用いた低反り・低欠陥窒化ガリウムウエハ作製技術の研究開発

Na助熔剂法低翘曲、低缺陷氮化镓晶圆制造技术的研究与开发

基本信息

批准号：
14J00276
负责人：
今西正幸
金额：
$ 1.28万
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：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、GaN結晶の低欠陥化・低反り化がより一層重要視されている。本研究では、複数の微小種結晶(ポイントシード)を用意し、Naフラックス法で成長する過程で合体させることで大口径かつ反りの小さいGaN基板作製を目指している。平成26年度における本取り組みでは、結晶をa軸方向に結合させることで結合界面における欠陥が抑制できることを明らかにしたのに加え、ポイントシードパターン及び結晶膜厚の検討を行うことで曲率半径100m以上の2インチGaNウエハの作製に成功した。平成27年度では、1.a軸方向の結合で結合界面における欠陥が抑制されるメカニズムを解明及び2.GaN結晶バルク化にむけた格子定数の均一化に取り組んだ。1. 初年度において明らかにされなかった結晶結合界面における転位抑制メカニズムの解明に取り組んだ。アルカリ融液エッチングにより転位上に形成されるエッチピット形状の評価に加え、TEM観察により転位の伝播方向を調査した。その結果、結晶をa軸方向に結合させた際に、転位はc軸方向に伝播せず、横方向に伝播することが明らかになった。SEMにより結晶結合界面付近を詳細に観察した結果、結合界面において新たに{10-11}面が形成されていることが分かり、転位はその上を伝播していることが明らかになった。2. ポイントシード上結晶は{10-11}面及びc面で構成されるが、制動放射X線回折測定により各セクターの格子定数を調査した結果、{10-11}セクターにおける格子定数がc面に比較し、格子定数が拡張していることが分かった。セクターによって格子定数が異なる要因を分析した結果、{10-11}セクターにおける酸素濃度がc面セクターに比較し大きくなっており、酸素不純物の取り込みが格子定数を悪化させていることを明らかにした。そこで、ポイントシード径及びピッチ両方を縮小する試みを行った結果、低反りかつ大部分(90%以上)がc面セクターで構成された結晶の作製に成功した。

近年来，GAN晶体的低缺陷和低曲率变得更加重要。在这项研究中，在使用Na通量方法生长的过程中制备多个微蛋白晶体（点种子），以创建较大的直径和小型翘曲GAN底物。在2014年的该计划中，可以通过在A轴方向上粘结晶体，并检查点种子模式和晶体膜厚度，从而抑制粘合界面处的缺陷，我们成功地制造了一个2英寸的GAN晶圆，其曲率为100m或更多。在2015财年，我们阐明了粘结界面处的缺陷被1。A轴键抑制的机制，以及2。 1。我们努力阐明晶体键界面处的脱位机理，第一年未揭示。除了评估碱性融化蚀刻在位错中形成的蚀刻坑的形状外，通过TEM观察研究了错位传播的方向。结果，揭示了当晶体沿A轴方向粘合时，位错不会沿C轴方向传播，而是在横向方向上传播。对SEM晶体键界面的详细观察结果表明，在键界面形成了新的{10-11}表面，并且位错在其上传播。 2。点种子上的晶体由{10-11}平面和C平面组成，但是通过Bremsstrahlung X射线衍射测量测量研究了每个部门的晶格常数，并且发现{10-11}的晶格常数比较了{10-11}的部件中的晶格常数与C平面和C平面和Clattice Mandant and Lattice Mandants reptipt。由于分析因子在晶格常数方面的分析因子而取决于扇形，因此揭示了{10-11}扇区中的氧浓度大于C-平面扇区中的氧气浓度，并且氧气杂质的掺入使晶格常数加剧。因此，由于试图减少点种子直径和沥青，我们成功地制造了一个曲率低的晶体，大多数（超过90％）的C平面扇区。