高効率可視・紫外光源を目指した非極性 III 族窒化物半導体量子構造の形成

用于高效可见/紫外光源的非极性III族氮化物半导体量子结构的形成

• 批准号: 06F06385
• 负责人: 秩父 重英
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Tohoku University (2007)University of Tsukuba (2006)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06385/
• 关键词: MOVPE; 非極性面; エピタキシャル成長; 低転位化; m面GaN; フォトルミネッセンス; m面InGaN; 自立基板

非極性(B,Al,In,Ga)N窒化物半導体を用いた量子構造の形成と紫外・可視光発光デバイスへの応用を目指して研究を行っている。現在実用化されている青色・緑色発光ダイオードや紫色半導体レーザは、六方晶InGaNを活性層に用い、AlGaNおよびGaNとの積層構造を、極性のある(0001)c面に成長させている。これに起因して歪量子井戸には分極電場が発生するため、動作波長範囲の紫外線・赤外線領域への拡張を妨げている。本研究では、この問題を回避するため<0001>軸が成長面内にある非極性m面(10-10)やa面(11-20)上への量子井戸や素子構造の作成を通じて、高効率紫外および長波長発光デバイス実現への指針を与えることを目指している。このため、今年度は有機金属化学気相エピタキシ(MOVPE)装置を用いて(1)積層欠陥・貫通転位が低減された非極性m面GaN基板上へのGaNおよびInGaN薄膜成長を行い、成長圧力や成長温度、III族原料(TMGa)とV族原料(アンモニア)の供給モル比(V/III比)等の変化が、成長層の転位密度や表面形態、フォトルミネッセンス特性に与える影響を評価した。その結果、低転位密度基板を用いることにより、極性c面と同程度のクオリティを持つ薄膜成長が可能であることがわかった。特に低温のフォトルミネッセンススペクトルには明瞭に励起子構造が現れており、光学遷移の選択則が認められた。

我们正在进行旨在使用非极性（B，AL，IN，GA）N硝酸盐半导体形成量子结构的研究，并将其应用于紫外线和可见光发射器件。目前，在实际使用中，蓝色和绿色的发光二极管和紫色半导体激光器将六角形Ingan用作活性层，并且在极（0001）C平面上生长了Algan和Gan的层压结构。这会导致在紧张的量子井中产生偏振电场，从而防止操作波长范围扩展到紫外线和红外区域。为了避免这个问题，本研究旨在通过在非极性M平面（10-10）和A-Plane（11-20）上的量子井和设备结构（11-20）上的量子井和设备结构来实现高效紫外线和长波长发光设备的指导。因此，今年，我们使用了金属有机化学蒸气相外延（MOVPE）装置，将gan和ingan薄膜生长在非极性m平面gan底物上，并减少堆叠缺陷和螺纹脱位，并评估了生长压力，供应摩尔比（V/III III III III III III III III III III III III III III III）（TM）（TM）（TM）的影响（TM）（TM）的影响（TM）的影响（生长层的脱位密度，表面形态和光致发光特性。结果，发现使用低位错密度底物允许薄膜生长具有与极性C平面相同的质量。特别是，在低温下的光致发光光谱中清楚地表明了激子结构，并且观察到光学转变的选择规则。