【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.09】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24UT0050

利用課題名 / Title

エピタキシャル成長層の評価

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

X線回折/ X-ray diffraction,ワイドギャップ半導体/ Wide gap semiconductor

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

篠田 宏之

所属名 / Affiliation

東京電機大学工学部電子システム工学科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

三根 秀斗,長澤 俊輝,池田 陽登,中川 治紀

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

府川和弘,飯盛桂子

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-202：高輝度In-plane型X線回折装置
UT-203：粉末X線回折装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

スパッタエピタキシー法により窒化物系及び酸化物系半導体等の単結晶層を成長し、それらの結晶性についてX線回折（X-ray diffraction: XRD）装置を用いて評価した。

実験 / Experimental

超高真空高周波マグネトロンスパッタリング装置を用いて、Al₂O₃基板上に半導体結晶のエピタキシャル層を成長した。成長したエピタキシャル層の結晶性について、東京大学マテリアル先端リサーチインフラ・データハブ拠点の高輝度In-plane型XRD装置（Smart-Lab (9kW)）及び粉末X線回折装置（SmartLab（3kW））を用いて、2θ/ωスキャンモード、ωスキャンモード、φスキャンモード及び逆格子マッピング測定により評価を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

スパッタエピタキシー法により成長した窒化物系半導体のZnSnN₂層について、基板温度を変化させて成長した場合、700ºCにおいて最も結晶性に優れていることが解った。図1は、基板温度を200－700ºCの範囲で変化させて成長したZnSnN₂層のXRDパターンである。基板温度の上昇に伴い、ZnSnN₂(0002)面のピーク強度が増加していることが解る。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1　成長したZnSnN₂層のXRDパターン．

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

なし

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

1. Hiroyuki Shinoda, High-temperature growth of ZnSnN₂ layer via radiofrequency magnetron sputter epitaxy, Japanese Journal of Applied Physics, 63, 055505(2024).
   DOI: 10.35848/1347-4065/ad3c02
   

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

1. 長澤 俊輝、池田 陽登、吉田 圭佑、篠田 宏之、六倉 信喜、UHVスパッタエピタキシー法による六方晶ZnSnN2層の成長（Ⅱ）、2024年第85回応用物理学会秋季学術講演会（新潟）、令和6年9月17日
2. 池田 陽登、長澤 俊輝、吉田 圭祐、篠田 宏之、六倉 信喜、UHVスパッタエピタキシー法による六方晶ZnSnN2層の成長（Ⅲ）、2024年第85回応用物理学会秋季学術講演会（新潟）、令和6年9月17日
3. 三根 秀斗、中川 治紀、吉田 圭佑、篠田 宏之、六倉 信喜、プラズマLPE法によるGaN層の成長（Ⅰ）、2024年第85回応用物理学会秋季学術講演会（新潟）、令和6年9月18日
4. 中川 治紀、三根 秀斗、吉田 圭佑、篠田 宏之、六倉 信喜、プラズマLPE法によるGaN層の成長（Ⅱ）、2024年第85回応用物理学会秋季学術講演会（新潟）、令和6年9月18日
5. 堀越 快人、長澤 俊輝、吉田 圭佑、篠田 宏之、六倉 信喜、UHVスパッタエピタキシー法による六方晶ZnSnN2層の成長（IV）、2025年第72回応用物理学会春季学術講演会（千葉）、令和7年3月14日
6. 廣瀬 大輝、中川 治紀、三根 秀斗、吉田 圭佑、篠田 宏之、六倉 信喜、プラズマLPE法によるGaN層の成長（III）、2025年第72回応用物理学会春季学術講演会（千葉）、令和7年3月14日

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件