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Improvement of crystallinity of semi-polar GaN single crystals by Na-flux point seed method
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Kim, Dohun Imanishi, Masayuki Yamada, Takumi Honjo, Masatomo Murakami, Kosuke Matsuo, Daisuke Imabayashi, Hiroki Maruyama, Mihoko Imade, Mamoru Yoshimura, Masashi Mori, Yusuke |
| Copyright Year | 2016 |
| Abstract | はじめに 窒化ガリウム(GaN)結晶は、直接遷移発光、ワイドギャップという特性を持ち、高効率発光デバイス 及び電子デバイスへの応用が期待されている。その中でも無極性/半極性面GaNは、現在主流に研究さ れているc面GaNに比べ自発分極及びピエゾ分極の影響がなく/少なく、c面GaN以上のデバイス性能向 上が可能であると考えられる。これまで我々はNaフラックス法により、(11-22)面GaNテンプレート上 に結晶を成長させることで結晶性を向上させることに成功している[1]。しかしながら、結晶性などの 品質において、c面に遠く及んでいないのが現状であり、更なる結晶性の向上が必要である。そこで本 研究では、c面の単結晶育成で結晶性改善効果が報告されているNaフラックスポイントシード法を (11-22)面成長に応用することで、(11-22)面GaN単結晶の更なる結晶性の向上を試みたので報告する[2]。 実験と結果 種結晶として、市販の(11-22)面GaNテンプレート(GaN (11-22) XRCの半値幅: 2654 arcsec)と、そのテ ンプレートを複数のポイントシードに加工したマルチポイントシード(MPS)基板を用いた。種結晶, Ga, Na及び添加元素であるC (0.5mol%)を坩堝に入れ、ステンレス容器に封入した。ステンレス容器を870C まで加熱し、4.0 MPaの窒素雰囲気で24時間保持した。その後、種結晶をフラックスに浸漬させ24~72 時間育成を行った。図1に、市販のGaNテンプレート上に育成したGaN結晶の(a)表面SEM像及び(b)表面 の研磨・CMP後のSEM像(GaN膜厚0.63 mm)をそれぞれ示す。図1より、テンプレート上に育成した結晶 はグレインが<-1-123>に結合していない部分があり、面積比率1.34%程度のボイドが存在することが分 かった。ボイドの面積比率は、観察した面積の中でボイドが占める総面積の割合で算出した。図2に、 MPS基板上に育成したGaN結晶の(a)表面SEM像及び(b)表面の研磨・CMP後のSEM像(GaN膜厚0.65 mm) をそれぞれ示す。図2より、MPS上に育成した結晶はグレインが<-1-123>に完全に結合しており、ボイ ドもほとんど存在しないことが分かった。また、それぞれの研磨後の結晶及びテンプレートのGaN (11-22) XRCスペクトル(入射方向: <-1-123>)を図3に示す。図3より、MPS基板上に育成した結晶は、テ ンプレート上に育成した結晶より結晶性が向上していることが確認された。以上の結果から、(11-22) 面においてNaフラックスポイントシード法を適用することは、GaN結晶の大幅な結晶性向上及びボイ ド低減に有用であると結論付けた。 |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://confit.atlas.jp/guide/event-img/jsap2016s/21a-H121-1/public/pdf?type=in |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
