新しい高温化学反応場を用いた高品質窒化アルミニウム結晶の作製-極性と成長機構

利用新型高温化学反应场——极性和生长机理制备高品质氮化铝晶体

基本信息

  • 批准号:
    20676007
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 56.49万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (S)
  • 财政年份:
    2008
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2008 至 2012
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

次世代の紫外発光素子の発光効率を飛躍的に改善する基板材料として単結晶窒化アルミニウム(AlN)が注目されている.本研究では,昨年度から継続して,サファイア窒化法によって得られるAlN薄膜をテンプレートにして,(1)AlN厚膜結晶の作製を以下の3つの結晶成長法:(1)Ga-Alフラックスを用いた液相成長法,(2)反応性スパッタ法,(3)パルス励起堆積(PLD)法によって行った.1573KにおいてGa-Alフラックスを用いた液相成長法により5hで膜厚1μmを超えるAlN膜を得ることに成功した.Ga-40mol%Alのフラックス中で成長させたAlN膜では,X線ロッキングカーブの半値幅は(0002)面について51arcsec,(10-12)面について640arcsecとなり,窒化基板の品質を受け継いだ配向性の高さを確認した.反応性スパッタ法によりN_2-Ar混合ガス中でAlターゲットを用いて窒化サファイア基板上にAlN膜を作製した.基板温度823K,窒素流量比50vol%N_2,スパッタ電力700,800Wでは,c軸配向したAlN膜が得られた.窒化サファイア基板上へPLD法を用いてAlN結晶成長を試みた結果,1173Kにおいて約300nm成長し,基板の結晶性を引き継いだ高品質なAlN薄膜であることが分かった.また,(2)アルミナを原料に用いた炭素熱還元析出法による無歪のバルクAlN単結晶の作製を行った.さらに,(3)高分解能透過型電子顕微鏡(HRTEM)による界面観察や転位密度の評価,収束電子回折法(CBED)によるAlN結晶の極性判定を行った.
单晶氮化铝(AlN)作为可以大幅提高下一代紫外发光器件的发光效率的基板材料而受到关注。继去年之后,本研究将研究通过单晶氮化铝(AlN)获得的AlN薄膜。使用该模板作为模板,(1)使用以下三种晶体生长方法进行AlN厚膜晶体生产:(1)使用Ga-Al助熔剂的液相生长,(2)反应溅射,以及(3)。 )脉冲增长。我们使用1573 K的Ga-Al助熔剂,在5小时内成功获得了厚度超过1μm的AlN薄膜。在Ga-40mol%Al助熔剂中,生长的AlN薄膜中,半-AlN薄膜的厚度超过1μm。 X射线摇摆曲线的宽度对于(0002)面是51角秒,对于(10-12)面是640角秒。我们确认了继承衬底质量的高取向度。在N_2-Ar混合气体中使用Al靶材,通过反应溅射在氮化蓝宝石衬底上制备了AlN薄膜。衬底温度为823。在K、氮气流量比为50 vol%N_2、溅射功率为700和800 W下,获得了c轴取向的AlN薄膜。尝试使用PLD在氮化蓝宝石衬底上生长AlN晶体的结果方法, 11结果发现,这是一种高质量的AlN薄膜,在73K下生长至约300 nm,并继承了基板的结晶度。此外,(2)以氧化铝为原料,通过碳热还原沉淀法制备了无应变块体AlN单晶。此外,(3)我们使用高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)观察界面,评估位错密度,并使用会聚电子衍射(CBED)确定AlN晶体的极性。

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)
反応性スパッタ法により773Kで作製されたAIN膜の結晶品質に及ぼす窒素流量比の影響
氮气流量对773K反应溅射AlN薄膜晶体质量的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    熊田智行
  • 通讯作者:
    熊田智行
サファイア窒化の反応動力学と空孔形成機構
蓝宝石氮化反应动力学及成孔机理
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    福山博之
  • 通讯作者:
    福山博之
高配向窒化アルミニウム結晶膜およびその製造方法
高取向氮化铝晶体薄膜及其制造方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Characteristics of AIN Films Grown on Thermally-Nitrided Saphire Substrates
热氮化蓝宝石衬底上生长的 AIN 薄膜的特性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    K.Ueno
  • 通讯作者:
    K.Ueno
Nitridation behavior of sapphire using a carbon-saturated N2-CO gas mixture
使用碳饱和 N2-CO 气体混合物的蓝宝石氮化行为
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    H.Fukuyama
  • 通讯作者:
    H.Fukuyama
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    福山 博之

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