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R-11
2017

GaN単結晶基板の転位評価


技術のポイント

エッチピット法、CLマッピング、PLイメージング、およびTEMを用い、GaN単結晶基板の転位を多面的に評価

基礎研究


背景
GaNの結晶成長や素子不良解析において、転位を全て検出・分類する技術が求められている。転位構造と電気特性・発光特性の相関解明が重要な課題である

目的
(1) GaN転位をCL、PL、エッチピット法で検出し、各手法の適用範囲を検証
(2) TEMを用い、転位の電気的特性・発光特性と転位構造の関連を調査

成果
(1) 同一場所のPL、CL、エッチピット像を比較し、CLで検出できない転位を確認
(2) CL検出の可否は転位のバーガースベクトルではなく、転位線方向に依存することを確認
(3) GaN転位線方向が電気特性に影響を及ぼすことを明確化


実験方法: ① PLイメージング(波長313nm UV励起) ② CLマッピング(5kV、1nA)
  ③ 化学エッチング(KOH+Na2O2@510℃) ④ TEM(200kV、weak-beam法)

エッチピット像とCL像、PL像の比較

CLで検出される転位とされない転位のTEM解析



期待される適用分野
GaN転位の検出・分類・評価
GaN(バルク・エピ膜)成長条件最適化
GaNパワーデバイス故障解析
GaN転位低減と
パワーデバイス故障原因同定

参考文献/特許 Y. Yao, Y. Ishikawa, et al., J. Cryst. Growth (2017) (DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2017.01.017).
特開2016-207968
謝辞 本研究は、科学技術振興機構愛知地域スーパークラスタープログラムにて実施したものである



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