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ホウ素を含むGaN系紫外半導体レーザ構造の製作

含硼GaN基紫外半导体激光器结构的制作

基本信息

批准号：
11750020
负责人：
本田徹
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kogakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,窒化物半導体薄膜中に内在されうる残留歪みの低減方法としてホウ素を窒化物半導体,特に窒化ガリウム(GaN)に含ませることにより,基板との格子整合を可能として高性能紫外半導体レーザの実現を目指すことを目的としている.本研究ではホウ素を含む窒化ガリウム,BGaNについて,その紫外半導体レーザへの応用の観点から理論的に検討を行うとともに,BGaNの結晶成長を行った.BGaN系紫外半導体レーザ最適構造の理論検討については,まずBGaNの基本的な物性を明らかにする必要が生じる.そこで,禁制帯幅および有効質量について理論的に,また有機金属気相成長法により製作したBGaN薄膜の光学特性の測定結果より,検討を行った.この結果ホウ素を添加することによりBGaNの禁制帯幅は単調に増加し紫外発光デバイスへの応用が期待されることが分かった.また,有効質量はホウ素添加によりほとんど変わらないか,むしろ減少する傾向が見られた.これはBGaN薄膜の伝導制御を行う際に有利に働くのではないかと考えられる.以上の点より,ホウ素を含むGaN系半導体レーザの実現の可能性は高いと考え,結晶成長の実験を行った.まず,窒化アルミニウム(AlN)薄膜に対して,残留歪みが制御を行い,残留歪み低減が窒化物半導体の結晶性向上に有効であることが分かった.この結果より,ホウ素を含めるGaNがデバイス応用上有効であることが示唆された.次に,有機金属気相成長法(MOVPE)によりBGaN薄膜の結晶成長を試みた.この結果,ホウ素添加量1%程度のBGaN薄膜について低温フォトルミネッセンス測定の結果,エキシトン発光が観測される高品質な薄膜製作に成功した.しかしながら,ホウ素を多量に含むGaN系材料の成長にはMOVPE法では容易ではない可能性があり,平行して分子線エピタキシャル法(MBE)による成長も試みた.

This study is about a method to reduce the residual distortion in the compound semiconductor thin film using a compound semiconductor, a special chemical compound.ガリウム(GaN) にせることにより, substrate lattice integration is possible, high-performance ultraviolet semiconductor レーザの実appears The purpose of this study is to use the としているーザへの応 Applying the の観点から theory, the に検を行うとともに, BGaN crystal growth を行った. BGaN series ultraviolet semiconductor レーザThe theory of optimal structure 検 Discussion については, まずBGaN のBasic physical properties を明らかにするNecessary が生じる.そこで, forbidden Optical properties of BGaN thin films based on the theory of effective mass and width, and the organic metal chromium phase growth method The measurement results are as follows:発光デバイスへの応用がLooking forward to されることが分かった.また, the effective quality of the はホウ element added によりほとんど変わらないか, むしろReduces the tendency to see the られた.られる.The above points are より, the ホウ element contains むGaN-based semiconductor, the possibility of its emergence is high, the crystal growth is の実験をLine った.まず, suffocation アルミニウム(AlN) film に対して, residual skewness control を行い, residual skewness reduction がsulfide half The crystallinity of the conductor is upward and it is effective. It is effective when using GaN.あることが说された.times に, the crystal growth of によりBGaN thin film by the metal organic V phase growth method (MOVPE) みた.このResults, エキシトン発, measurement of low-temperature フォトルミネッセンス of BGaN thin film with ホウ element addition amount of about 1% The production of high-quality GaN-based films has been successfully produced by Hikaru. The OVPE method is easy and the possibility is easy, and the parallel molecular line method (MBE) is a growth test.