【公開日：2023.08.03】【最終更新日：2023.08.03】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22NR0029
利用課題名 / Title
AlN系薄膜材料の価電子帯構造の解明
利用した実施機関 / Support Institute
奈良先端科学技術大学院大学
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）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
表面分析, スパッタ
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)
Osawa Atsushi
所属名 / Affiliation
株式会社SCREENホールディングス
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
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
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
窒化ガリウムGaNなどⅢ族窒化物半導体に遷移金属を添加するとバンド構造が変化し光電変換などに利用できると予測されている。窒化アルミニウムAlNはバンドギャップエネルギーが深紫外域にあることからこれまで人工光合成触媒としての検討は進んでいない。AlNにその他の元素Xを添加することで人工光合成に利用できる可能性がある。今回元素添加AlNの組成とバンド構造の変化をXPSで測定した。
実験 / Experimental
弊社所有のLow Inductance Antenna (LIA)支援スキャン式多元ロータリースパッタ装置を用いてSiウェハ上にX元素添加AlXNを成膜した。スパッタターゲットにAlターゲットとX元素ターゲットを搭載しアルゴンArガスと窒素ガスN2ガス中で両方のターゲットに電力を投入することでAlXNを成膜した。Al/X比はAlターゲット投入電力を一定にしXターゲット投入電力を変えることで制御した。 用意したAlXNサンプルをNR-401(多機能走査型X線光電子分光分析装置)を用いて組成分析とXPS価電子帯スペクトルを測定した。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig.1にAlNとAlXNの成分分析結果を示す。Xターゲットに電力を投入することによりAlN膜中への元素Xの添加を確認した。また予想以上に膜内の酸素濃度が高くサンプルを作成したスパッタ装置のコンディションが良くないことが分かった。 Fig.2にAlNとAlXNのXPS価電子帯スペクトルの分析結果を示す。X元素の添加により価電子帯のエネルギー準位が変化する予想であったが価電子帯のエネルギー準位はほぼ変化せずに20~25eVの深い準位のスペクトルに変化が見受けられた。この20~25eVのエネルギー準位は酸素の2p軌道によるものと思われるため酸素の混入によりAlまたはX元素が酸化されたものと考えられる。スパッタ装置のメンテナンス後再度サンプルを作成、XPS測定を実施予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 XPS component analysis of AlXNFig.2 XPS valence band spctra of AlXN
Fig.2 XPS valence band spectra of AlXN
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
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