新規窒化物半導体共振器構造による光制御に関する研究

新型氮化物半导体谐振器结构光控制研究

• 批准号: 13J10877
• 负责人: 正直 花奈子
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J10877/
• 关键词: 窒化物半導体; 結晶成長; エピタキシャル成長; 有機金属気相エピタキシャル成長; InGaN; MOVPE; 有機金属気相エピタキシャル法

昨年度に引き続き新規の面方位であるN極性(000-1)（-c面）InGaNの発光素子開発を進めた。まず、前年に作製した-c面InGaN 発光ダイオード（LED）の微視的な構造・光学特性を測定し、その結果を基に、素子特性の改善を試みた。結果として、前年度に他機関に先駆けて発表した可視光波長全域での発光を有する-c面InGaN LEDにおいて、自己形成量子ドット的な発光中心からの狭線幅励起子分子発光を発見、その特異な発光機構を明らかにした。この狭線幅発光は、高スペクトル純度な量子光源として期待される。また、素子特性の向上を目的として-c面p型GaNの品質向上を行った。この結果、原料供給Mg/Ga比、原料供給V/III比、成長温度を最適化することで、正孔濃度を向上させることができることを明らかにした。加えて、InGaN/GaN量子井戸構造の組成および膜厚均一性を向上させるための下地GaN層の平坦化も行った。基板の微傾斜角の方向を90度変化させることでステップバンチングが抑制し、-c面GaNの表面平坦化ができることを示した。この際の表面の原子ステップの形状はステップ端の形成エネルギーで説明することができる。この平坦な-c面GaNテンプレート上に成長したInGaN/GaN量子井戸構造の微視的構造・光学特性を調べた。結果、微視的構造の均一性が向上していることが放射光施設でのマイクロビームX線回折測定より明らかになった。また、光学特性としてフォトルミネッセンス測定より発光スペクトルの半値全幅が狭くなっており光学的な均一性が向上していることが示唆された。以上は、可視光波長全域での発光を有する-c面InGaN発光素子の高品質化に有用な知見である。

Last year, に introduced 続 続 new regulations である plane orientation であるN polarity (000-1) (-c plane) InGaN an luminescent particle opens を into めた. ま ず に cropping systems, the year before last し た - c surface InGaN 発 light ダ イ オ ー ド (LED) の micro visual な structure, optical properties を し, そ の results を に, plain features の improve を try み た. Results と し て, annual に before he machine masato first に 駆 け て 発 table し た all visible light wavelength domain で の 発 light を have す る - c surface InGaN LED に お い て, their formation, quantum ド ッ ト of な 発 light center か ら の narrow line width molecular 発 light excitation screwdriver を 発 see, そ の specific な 発 light institutions を Ming ら か に し た. A narrow-amplitude, high-purity, な quantum light source with スペ, ト, ト and な is expected to be される. Youdaoplaceholder0, the particle properties <s:1> are upward to the を target と て て -c-plane p-type GaN <s:1> quality is upward to the を line った. こ の results, raw material supply Mg/Ga, raw material supply V/III ratio, optimal growth temperature を す る こ と で, is upward hole concentration を さ せ る こ と が で き る こ と を Ming ら か に し た. Add え て, InGaN/GaN quantum well opens structure of の お よ び film thickness uniformity を upward さ せ る た め の fields GaN layer の wafer line も っ た. Direction of substrate の micro Angle の を - 90 degrees turn さ せ る こ と で ス テ ッ プ バ ン チ ン グ が し, GaN - c surface の surface flat が で き る こ と を shown し た. The shape of the ステップ <s:1> atoms on the <s:1> surface of the <s:1> interlayer <e:1> and the ステップ end <e:1> form エネ ギ ギ で で で, indicating that する とがで とがで る る る る る. Youdaoplaceholder4 こ の flat な - c surface GaN テ ン プ レ ー ト に growth on し た InGaN/GaN quantum well opens tectonic の micro visual structure, optical properties を adjustable べ た. Results, the structure of the micro visual の homogeneity が upward し て い る こ と が radiation light facilities で の マ イ ク ロ ビ ー ム X-ray determination of inflexion よ り Ming ら か に な っ た. ま た, optical properties と し て フ ォ ト ル ミ ネ ッ セ ン ス determination よ り 発 light ス ペ ク ト ル の half numerical whole が narrow く な っ て お り な uniformity of optical が upward し て い る こ と が in stopping さ れ た. The above <s:1>, the global で <s:1> emission を of visible light wavelength provides する -c-plane InGaN emission element <s:1> high-quality に useful な insights である.

项目成果

松岡研究室HP

松冈研究所HP

N極性(000-1)窒化物半導体混晶InGaNの結晶成長表面と発光素子応用

N极(000-1)氮化物半导体混晶InGaN晶体生长面及发光器件应用

• 发表时间: 2016
• 作者: 正直花奈子，高宮健吾，谷川智之;花田貴，野々田亮平，窪谷茂幸，秋山英文，矢口裕之，片山竜二，松岡隆志
• 通讯作者: 花田貴，野々田亮平，窪谷茂幸，秋山英文，矢口裕之，片山竜二，松岡隆志

Fabrication of InGaN/GaN Nanodisk Structure by using Bio-template and Neutral Beam Etching Process

采用生物模板和中性束刻蚀工艺制备InGaN/GaN纳米盘结构

• 发表时间: 2015
• 作者: Y. C. Lai;A. Higo;C. Lee;C. Thomas;T. Tanikawa;K. Shojiki;S. Kuboya;R. Katayama;T. Kiba;P. Yu;I. Yamashita;A. Murayama;and S. Samukawa
• 通讯作者: and S. Samukawa

Effects of V/III source ratio on the hole concentration of N-polar (000-1) p-type GaN growtn by MOVPE

V/III源比对MOVPE生长N极(000-1)p型GaN空穴浓度的影响

• 发表时间: 2015
• 作者: R. Nonoda;K. Shojiki;T. Tanikawa;S. Kuboya;R. Katayama;and T. Matsuoka
• 通讯作者: and T. Matsuoka

サファイア基板上MOVPE成長N極性(000-1)InGaNを用いた赤・緑・青色発光ダイオードの作製

使用 MOVPE 在蓝宝石衬底上生长 N 极 (000-1) InGaN 制造红、绿、蓝发光二极管

• 发表时间: 2014
• 作者: 正直花奈子;崔正焄;谷川智之;窪谷茂幸;花田貴;片山 竜二;松岡 隆志
• 通讯作者: 松岡 隆志