中村大輔

自動運転をはじめ、過酷な環境下で大規模な情報処理を支える次世代半導体として、SiCやGaNなどの化合物が期待されています。

現在のシリコン半導体は融液からの引き上げによって結晶成長させるのに対し、SiCやGaNといった化合物では、原料を気体の状態にして結晶化させる必要があります。研究にとりかかった当時、結晶成長で発生した欠陥は修復するのが研究の主流だった中で、結晶の成長方向と平行に次の種結晶を押し 出して欠陥を効率よく掃き出す、新しい概念のSiCバルク結晶成長法を確立しました。2004年、デンソーと共同で、SiC単結晶の欠陥を従来品と比較して２桁から３桁削減することに成功しました。

現在は、高品質SiCの低コスト化の研究と並行し、欠陥のないGaN結晶の新規成長手法の研究をしています。品質と製造コストのトータルで考えて、有効な次世代半導体製造方法の確立に邁進していきたいと考えます。

 

Nakamura, D. and Takahashi, N., “Dispersion Stability of Inorganic Powders Harnessed to Mosaic Surface Ligands via Multifit Hansen Solubility Parameters”. Langmuir, Vol. 40 (2024), 14823-14837.
https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.4c00641

 

Inagaki, Y., Murase, M., Tanaka, H. and Nakamura, D., “Enhancement of Mechanical Properties of High-Thermal-Conductivity Composites Comprising Boron Nitride and Poly(methyl methacrylate) Resin through Material Design Utilizing Hansen Solubility Parameters”. ACS Applied Materials & Interfaces, Vol. 16 (2024), pp. 26653-26663.
https://doi.org/10.1021/acsami.4c00626

 

Kimura, T., Shimazu, H., Kataoka, K., Itoh, K., Narita, T., Uedono, A., Tokuda, Y., Tanaka, D., Nitta, S., Amano, H. and Nakamura, D., “Impurity Reduction in Lightly Doped n-type Gallium Nitride Layer Grown via Halogen-Free Vapor-Phase Epitaxy”. Applied Physics Letters, Vol. 124 (2024), 052104.
https://doi.org/10.1063/5.0191774

 

Murase, M. and Nakamura, D., “Hansen Solubility Parameters for Directly Dealing with Surface and Interfacial Phenomena”. Langmuir, Vol. 39 (2023)., pp. 10475-10484.
https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.3c00913

 

Nakamura, D., Iida, K., Horibuchi, K., Aoki, Y., Takahashi, N., Mori, Y., Moriyama, M., Nitta, S. and Amano, H., “Mechanism and Enhancement of Anti-parasitic-reaction Catalytic Activity of Tungsten-carbide-coated Graphite Components for the Growth of Bulk GaN Crystals”. Applied Physics Express, Vol. 15 (2022), 045501.
https://doi.org/10.35848/1882-0786/ac5ba4

 

Nakamura, D., Kimura, T., Itoh, K., Fujimoto, N., Nitta, S. and Amano, H., “Tungsten Carbide Layers Deposited on Graphite Substrates via a Wet Powder Process as Anti-parasitic-reaction Coatings for Reactor Components in GaN Growth”, CrystEngComm, Vol. 22 (2020), pp. 2632-2641.
https://doi.org/10.1039/C9CE01971E

 

Nakamura, D., Shigetoh, K. and Suzumura, A., “Tantalum Carbide Coating via Wet Powder Process: From Slurry Design to Practical Process Tests”, Journal of the European Ceramic Society, Vol. 37 (2017), pp. 1175-1185.
https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2016.10.029

 

Nakamura, D., Kimura, T. and Horibuchi, K., “Halogen-free Vapor Phase Epitaxy for High-rate Growth of GaN Bulk Crystals”, Applied Physics Express, Vol. 10 (2017), 045504.
https://doi.org/10.7567/APEX.10.045504

 

Nakamura, D., Suzumura, A. and Shigetoh, K., “Sintered Tantalum Carbide Coatings on Graphite Substrates: Highly Reliable Protective Coatings for Bulk and Epitaxial Growth”, Applied Physics Letters, Vol. 106 (2015), 082108.
https://doi.org/10.1063/1.4913413

 

Nakamura, D., Gunjishima, I., Yamaguchi, S., Ito, T., Okamoto, A., Kondo, H., Onda, S. and Takatori, K.,“Ultrahigh-quality Silicon Carbide Single Crystals”, Nature, Vol. 430 (2004), pp. 1009-1012.
https://doi.org/10.1038/nature02810