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ScAlMgO4基板上へのInリッチInGaN系LEDの実現

ScAlMgO4 衬底上富 InGaN LED 的实现

基本信息

批准号：
20H00351
负责人：
川上養一
金额：
$ 28.95万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00351/
关键词：
InリッチInGaN ScAlMgO4基板発光ダイオード高効率化

项目摘要

可視全域での高効率発光ダイオード（LED）の開発は，次世代のマイクロLEDディスプレイやテーラーメイド照明のために不可欠な課題と位置づけられている．本研究は，(0001)面でIn0.17Ga0.83Nと格子整合するScAlMgO4基板に着目し，この基板上に緑色から赤色域にて高効率で発光するInGaN系LEDを開発することを目的として研究をスタートした．具体的には，有機金属気相エピタキシー法（MOVPE）によって格子整合In0.17Ga0.83N/ScAlMgO4テンプレートを作製し，その上に高品質なInxGa1-xN/InyGa1-yN量子井戸構造をコヒーレント成長する手法を確立するとともに，(In)GaNクラッド層のp型およびn型伝導度制御を達成することで，可視全波長域での高効率LED実現への基盤を確立することを目指した．InGaN系半導体はアンドープでもn型伝導を示す傾向にあるため，n型伝導のIn0.17Ga0.83Nを成長し，その上にInリッチInGaN量子井戸を作製することは，比較的容易に達成できた．一方，このInリッチInGaN量子井戸上にp型伝導層を成長する際に問題となるのは，高温成長による量子井戸層からのInの脱離である．そのため，活性層上に形成するp型伝導層を実現できる範囲でできる限りの最低成長温度で成長することが必要となる．本研究では，Ga原料として従来用いてきたトリメチルガリウムからトリエチルガリウムに変更することで845℃の低温においてもGaNのp型伝導度制御に成功し，波長700nmという深赤領域で発光するLEDの試作に成功した．得られた成果は，投稿論文として準備を進めているところである．

The development of LED with high efficiency in visible whole field is the next generation of LED lighting. In this study, In0.17Ga0.83N lattice integration on the (0001) surface of the ScAlMgO4 substrate was investigated, and the green and red domains on the substrate were investigated. Specifically, the organic metal vapor phase epitaxy (MOVPE) method is used to fabricate lattice integrated In0.17Ga0.83N/ScAlMgO4 quantum wells, thereby establishing a high quality InxGa1-xN/InyGa1-yN quantum well structure growth method. High efficiency LEDs In the visible wavelength domain have a substrate structure that is relatively easy to achieve.InGaN semiconductors have a tendency to exhibit n-type conductivity and n-type conductivity of In0.17Ga0.83N. On the other hand, the problem of p-type conduction layer growth on InGaN quantum well at high temperature is that the quantum well layer grows at high temperature. A p-type conductive layer is formed on the active layer. In this study, GaN p-type conductivity was successfully controlled at low temperature of 845℃, and LED emitting light at wavelength of 700nm was successfully tested. Get the results and submit the paper.