바카라 양방아몬드 연구 센터 [Yoshikawa Hiroyuki 회장] (이하 "AIST"라고 불리는)은 바카라 양방아몬드 연구 센터 [Center Fujimori Naoji],증기 상 합성 방법대형 바카라 양방아몬드 단결정을 제조하는 기술을 개발했으며 바카라 양방아몬드 장치에 적용하기 위해 주요 단계를 밟았습니다
바카라 양방아몬드는 높은 경도, 열 전도도, 넓은 광선 투과 파장 밴드, 소형 유전체 상수 및 화학적 안정성과 같은 특성을 가지며 반도체 장치, 전자 방출 장치, 바이오 센서, 조명 방출 장치 등에 널리 사용될 것으로 예상됩니다
이러한 장치에 대한 응용 프로그램을 열기 위해서는 다양한 원소 기술의 개발이 필요하며 AIST는 작년 4 월에 바카라 양방아몬드 연구 센터를 설립했으며 기본 연구에서 제품 개발 연구에 이르기까지 광범위한 연구를 수행하고 있습니다
장치에 바카라 양방아몬드 단결정을 적용하려면 불순물 및 격자 결함의 제어가 필수적입니다 가스 상 합성을 사용한 단결정의 합성 (가스 (수소, 메탄)로부터 바카라 양방아몬드를 만드는 기술은 순도를 통제하기 쉽고 큰 단결정을 생산할 가능성이 있으며 여러 연구 기관에서 연구 개발이 수행되었습니다 이번에는 바카라 양방아몬드 연구 센터에서마이크로파 플라즈마 CVD 방법1Carat바카라 양방아몬드 [사진 참조]를 얻을 수있는 기술을 성공적으로 개발했습니다 현재까지 일본의 보고서는 시간당 1 ~ 10 마이크로 미터의 성장률로 성장했지만이 연구는 시간당 최대 120 마이크로 미터의 높은 성장률을 가지고 있습니다
이 연구에서, 우리는 정상 메탄 및 수소 반응 가스에 첨가 된 03% 질소를 갖는 반응 가스를 사용하고, 1200 ℃의 약 1200 ℃의 성장 온도를 정확하게 제어함으로써, 위의 성장 속도는 안정적으로 달성되었다 사진의 결정은 4x4x05mm고온, 고압 합성 방법에 의해 합성 된 단결정 55 시간의 성장 후 상태를 보여주는 종자 결정으로 사용됩니다 결정의 상부 표면은 7 x 7 mm로 증가 하여이 기술을 사용하여 더 확대 될 가능성을 나타냅니다 두께 방향으로 28mm로 증가했지만 큰 결정 교란은 관찰되지 않았습니다 결정이 첨가 된 질소가있는 반응 가스를 사용하기 때문에 결정이 황색입니다바카라 양방아몬드에서 질소의 나무 양의 오염으로 인해 상이한 결정 방향을 갖는 비정상 입자의 형성을 억제하는 효과가 있음이 분명했다
이 연구 결과는 제 9 차 과학 기술에 관한 국제 회의 (ICNDST-9)에서 3 월 26 일과 29 일 사이에 Waseda University (Nishi-Waseda, Shinjuku-Ku)에서 개최 될 예정입니다
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사진 : 증기 상 합성 방법에 의해 합성 된 대형 바카라 양방아몬드 단일 결정
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바카라 양방아몬드는 높은 경도, 열전 전도도 크기, 넓은 광 전송 파장 밴드, 소형 유전체 상수 및 화학적 안정성과 같은 유용한 물리적 특성을 가지며 다양한 장치에 적용될 것으로 예상됩니다 특히 반도체로 적용될 것으로 예상되지만,이를 위해서는 바카라 양방아몬드의 우수한 특성을 활용할 수있는 단결정 바카라 양방아몬드가 필요합니다 고온 및 고압 합성 방법은 몇 mm 미만의 결정을 생산하는 기술을 가지고 있지만, 바카라 양방아몬드 장치 개발을 위해 10mm 이상의 실제 크기로 바카라 양방아몬드를 합성하기가 어렵다고합니다 따라서, 다른 연구소는 또한 가스의 바카라 양방아몬드를 합성하는 기체 상 합성 방법을 사용하여 바카라 양방아몬드의 단결정 크기에 대한 연구를 수행하고 있습니다
바카라 양방아몬드 리서치 센터 단일 크리스탈 기판 개발 팀은 장치 제조에 필요한 대형 단결정 웨이퍼를 개발하는 것을 목표로하고 있습니다 작년부터 우리는 마이크로파 플라즈마 CVD 방법 (AIST의 원래 연구)을 사용하여 대형 단결정 바카라 양방아몬드의 합성에 대한 연구를 수행하고 있습니다
증기 상 합성 방법의 가장 큰 문제는 성장 속도가 메탄과 수소의 반응성 가스 일 때 시간당 10 마이크로 미터 이하인 것으로 생각되므로 단결정의 실용적인 합성 속도를 시간당 100 마이크로 미터로 설정해야한다는 것입니다
미국 연구소는 질소를 반응물 가스에 혼합하고 혈장 조건을 검사함으로써 시간당 40 마이크로 미터, 시간당 최대 150 마이크로 미터의 고속으로 성장할 수 있다고보고했다 그러나, 질소의 첨가가 단결정 성장에 어떤 영향을 미치는지 또는 혈장 상태가 어떻게 제어되는지는 명확하지 않다
이 연구에서, 우리는 다양한 기판 홀더의 형태를 조사하고 반응 시스템의 어떤 요소가 고품질 결정 성장에 기여할 것인지 조사했습니다 결과적으로, 혈장과 종자 결정 사이의 위치 관계가 일정하다는 점에서 약 1200 ℃에서 표면 온도를 정확하게 제어하는 것이 중요하다는 것이 발견되었다 또한, 첨가 된 질소의 양을 변화시킴으로써 자란 바카라 양방아몬드의 표면의 상세한 관찰에 의해, 질소를 반응 가스에 포함시키는 것은 상이한 방향으로 비정상적인 결정의 성장을 억제하는 효과가 있음을 발견했다
성장 조건을 최적화함으로써, 고온, 고압 합성 방법에 의해 합성 된 4 × 4 × 05mm 단일 결정을 종자 결정으로 사용하여 마이크로파 혈장 CVD에 의해 55 시간 동안 성장 하였다 우리는 기존 바카라 양방아몬드의 5 배 이상의 합성 속도 (시간당 50 마이크로 미터)의 합성 속도로 1 캐럿 바카라 양방아몬드를 얻는 데 성공했습니다 기존의 기술에서, 성장률은 시간당 1 ~ 10 마이크로 미터 였지만,이 연구에서는 시간당 최대 120 마이크로 미터의 높은 성장률이 얻어졌습니다 단결정 바카라 양방아몬드의 성장 표면은 7 x 7 mm로 성장했으며, 목표로하는 크기의 가능성이 밝혀졌습니다 질소는 반응 시스템에 배치되기 때문에, 결과 단결정에는 또한 미량의 질소가 함유되어 황색 결정이 발생한다 두께는 약 28mm로 성장했지만 성장 표면은 매끄럽게 남아 있습니다 자란 단결정 바카라 양방아몬드는 1 캐럿 (02g)이었다 측면에서 자란 결정의 품질이 좋지 않은 문제가 있지만, 우리는이 방법이 더 큰 크기로 약속하고 있다고 생각합니다
반도체에 바카라 양방아몬드를 적용하는 데 필요한 1 인치 이상의 웨이퍼를 개발하기 위해 혈장 생성기를 개선하여 넓은 영역에 걸쳐 균일 한 성장을 달성하기 위해 연구 및 개발을 수행하고 있습니다 또한 결정 품질을 향상시키는 것이 중요한 문제이며, 결정 성장 중에 현장 관찰 기술을 도입함으로써 고품질 형성 조건이 생성됩니다 우리는이 단결정 합성 기술이 바카라 양방아몬드의 광범위한 응용 프로그램에 기여할 수 있다고 생각하지만,이 목적에 필요한 가공 기술 향상을 포함하여 포괄적 인 이니셔티브를 취할 계획입니다