Ｎａフラックス法によるデバイス用低歪み・自立窒化ガリウム基板作製技術の研究開発

Na助熔剂法器件低应变、自支撑氮化镓衬底制造技术的研究与开发

基本信息

批准号：
17J00465
负责人：
山田拓海
金额：
$ 1.79万
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：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

当初予定していたキラー欠陥の抑制に関しては、近年開発されたFFC法を用いることによって抑制可能であることが明らかになりつつあるため、本年度では計画を変更しマルチポイントシード(MPS)法における低反り化のメカニズムの解明及びサファイア溶解法におけるLi不純物に関して調査を行った。本研究では、MPS法のみではサファイアを自然剥離できないパターンのMPS基板を用いてサファイア溶解法を行うと、比較的歪みを有している種結晶でも成長後の反りが小さくなっていることが明らかになった。当該知見より、MPS基板を用いることで、低反り化しているのは、種結晶の歪みが低減しているからだけではなく、MPSの成長の様式が効いていると考えられる。以上のように、これまで明らかになっていなかったMPSの低反りメカニズムを明らかにするとともに、口径2インチ、曲率半径40m以上の結晶の作製に成功した。また、昨年度に引き続き、サファイア溶解中に結晶内に取り込まれるLi不純物の挙動に関して調査を行った。本年度ではHVPE法を用いて再成長を行うことで、再成長層へLiが拡散するかどうか調査を行った。結果としてHVPE法を用いても再成長層へのLi拡散は観察されず、Li含有基板を種結晶としたGaN結晶成長では、Liが存在しないGaN結晶の成長が可能であることが明らかになった。この知見は種結晶として用いるGaN基板のスペックとして、Li不純物は問題ないということを示している。以上のように、本年度は研究課題である大口径窒化ガリウム結晶の低歪化（低反り化）に成功するとともに、サファイア溶解法で発生したLiが結晶内に取り込まれてしまうという問題も種結晶として使用する際は問題にならないということを明らかにした。本年度ではこれらの成果を国際会議で発表し、当該内容をまとめることで計2報の学術論文を出版した。

对于原本计划的致命缺陷的抑制，越来越明显的是，可以通过使用最近开发的FFC方法来实现抑制，因此今年我们改变了计划，并使用多点播种（MPS）方法来抑制致命缺陷。我们研究了蓝宝石熔化方法中翘曲和锂杂质的机制。在这项研究中，很明显，当使用具有不允许仅通过 MPS 方法自然剥离蓝宝石的图案的 MPS 基板进行蓝宝石熔化方法时，即使使用相对应变的晶种，生长后的翘曲也会减少就变成了水晶。基于该发现，认为通过使用MPS基板来减少翘曲的原因不仅是因为籽晶的应变减少，而且还因为MPS的生长模式是有效的。如上所述，我们不仅阐明了以前未知的MPS低翘曲机理，而且成功地制备了直径为2英寸、曲率半径超过40 m的晶体。继去年之后，我们还研究了蓝宝石熔炼过程中锂杂质掺入晶体的行为。今年，我们通过使用 HVPE 方法进行再生长来研究 Li 是否会扩散到再生长层中。结果，即使使用HVPE方法也没有观察到Li扩散到再生长层中，并且清楚的是，当使用含Li衬底作为籽晶时，可以在不存在Li的情况下生长GaN晶体。这一发现表明，当涉及用作籽晶的 GaN 衬底的规格时，Li 杂质不是问题。如上所述，今年我们成功地降低了大直径氮化镓晶体的应变（较低的翘曲），这是一个研究课题，并且还解决了蓝宝石熔化方法中产生的Li融入晶体的问题。据透露，作为使用时没有问题今年，我们在一次国际会议上展示了这些成果，并发表了两篇总结内容的学术论文。

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）

Influence of Sapphire thickness on GaN wafer bowing grown by the Na-flux method with sapphire dissolution process

蓝宝石厚度对蓝宝石溶解Na助熔法生长GaN晶片弯曲的影响

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takumi Yamada;Kosuke Murakami;Kosuke Nakamura; Tomoko Kitamura;Keisuke Kakinouchi;Kanako Okumura; Masayuki Imanishi;Mamoru Imade;Masashi Yoshimura;and Yusuke Mori
通讯作者：
and Yusuke Mori

Fabrication of large-diameter GaN substrate with low curvature using the sapphire dissolution technique in the Na-flux growth

使用钠助熔剂生长中的蓝宝石溶解技术制造大直径低曲率GaN衬底

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
T. Yamada*;M. Imanishi;K. Murakami;K. Nakamura; M. Yoshimura;and Y. Mori
通讯作者：
and Y. Mori

Selective sapphire dissolution technique without dissolving GaN in a Na flux added Li

选择性蓝宝石溶解技术，无需将 GaN 溶解在添加 Li 的 Na 助熔剂中

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takumi Yamada;Masayuki Imanishi;Kosuke Murakami;Kosuke Nakamura;Masashi Yoshimura;and Yusuke Mori
通讯作者：
and Yusuke Mori

Reduction of Li impurity in the freestanding GaN substrate fabricated using the sapphire dissolution technique in the Na-flux growth

减少 Na 助熔剂生长中使用蓝宝石溶解技术制造的独立式 GaN 衬底中的 Li 杂质

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takumi Yamada;Masayuki Imanishi;Kosuke Murakami;Kosuke Nakamura; Mamoru Imade;Masashi Yoshimura;and Yusuke Mori
通讯作者：
and Yusuke Mori

阪大　森研究室　ホームページ

大阪大学森实验室主页