2016年度

JFCC研究成果集

新たな価値を創出する革新材料開発と先端解析技術

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R-2
2016

エッチピット法によるGaN単結晶の 転位検出と分類技術の開発

技術のポイント

強酸化剤を添加したアルカリ溶融エッチングによるGaN単結晶転位の検出と分類
基礎研究


背景
GaN単結晶における種々の貫通転位（刃状、らせんおよび混合転位）を全て検出・分類する技術が結晶成長や素子不良解析に重要である。低コストかつ広い面積に実施可能な技術が強く求められている

目的
GaNにおける刃状、らせん、及び混合転位を簡易に分類する化学エッチング技術を開発し、分類の確かさを透過電子顕微鏡（TEM）を用いて検証する

成果
(1) GaNのGa面に3種類の転位に対応したエッチピットを形成するエッチング法の開発に成功した
(2) エッチピット直下の転位部分をFIBで抽出し、TEMを用いて転位構造を評価した
(3) 同一場所のエッチピット像とCL像（カソードルミネッセンス）とを比較し、転位の電気的特性を評価した


・実験方法： 化学エッチング（KOH＋Na2O2溶融液）、レーザー顕微鏡、SEM、TEM（LACBED法）

エッチピット像とCL像の比較　　(a) エッチピットのOM像 (b) CL像; (c)エッチピットのSEM像



期待される適応分野
GaN転位の分類・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 ： Y. Yao, Y. Ishikawa, et al., Superlattices and Microstructures (2016) accepted
特許出願： 2015-091760
謝辞 ： 本研究は、科学技術振興機構（JST）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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