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選択領域有機金属気相成長反応モデルに基づく多波長集積光デバイスの展開

基于选区金属有机气相外延反应模型的多波长集成光学器件研制

基本信息

批准号：
06J11301
负责人：
塩田倫也
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
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

项目摘要

本研究は本年度が最終年度であり,これまで培った選択領域有機金属気相成長の反応速度論による知見を活かし,目的である(A1)InGaN系のモノリシック集積多波長発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)の作製を試みた.まず昨年度までの成果である2元系GaN,InNの気相拡散のパラメータの挙動を踏まえつつ,実際に可視領域のLEDに用いられるInGaNの気相-固層の組成関係や,選択成長におけるマスク周辺での膜厚・発光波長分布を調べた.その結果,特にGaNの気相における横方向拡散長が10mm程度と特徴的に小さく,GaN製膜種の面内濃度分布がInGaN選択成長に大きな影響を与えていることがわかった.またInGaN選択成長を行う際に,面内の発光波長集積幅を広げるために,最大240mmという広幅な選択成長を行おうとすると,選択成長マスク上へのGaN核形成が問題となることがわかった.この問題に対し,昨年度の本研究の成果であるInNの選択成長の選択性に対する知見を活かし,エッチング効果をもつH2を(In)GaN成長中に添加する手法を提案した.H2添加を行うことで,選択性の優れたInGaNの広幅選択成長に成功した.最終的に気相拡散の知見を併せ,選択成長マスク・電極パターンを設計しLED構造を作製したところ,当初の目的であった,選択成長を用い,可視領域において連続的に発光波長を変化させた,モノリシック集積多波長発光素子を世界で始めて作成することに成功した.本研究の成果は近年照明用途に広く用いられつつある(A1)InGaN系のLEDに対し,発光スペクトラムを制御するために新しい自由度を与えるものであり,安価でありながら省エネルギー・環境負荷の観点から優れた新照明デバイスとしての応用が期待できるものである.

This study is aimed at exploring the mechanism for the fabrication of integrated multiwavelength Light Emitting Diode (LED) in InGaN system. In the past year, the results showed that the phase dispersion of GaN,InN in the two-element system was different from that of InGaN. In fact, the composition relationship between the phase dispersion and solid layer of InGaN in the visible field LED was adjusted by selecting the film thickness and wavelength distribution in the growth period. As a result, the phase dispersion length of GaN in the transverse direction is about 10mm, and the in-plane concentration distribution of GaN film species has great influence on the growth of InGaN. InGaN selective growth in line, in-plane emission wavelength accumulation amplitude, maximum 240mm, selective growth in line, selective growth in line, GaN core formation in line. To solve this problem, the results of this study last year showed that the selective growth of InN was successful In the selective growth of InGaN. The final phase dispersion knowledge is combined with the selection of growth factors, electrode design and LED structure design. The initial goal is to select growth factors, and the wavelength of light emitted from the visible field is changed. The integrated multi-wavelength emitter is successfully manufactured. The results of this study are based on recent applications in lighting applications, such as (A1)InGaN LEDs, light emission control, new degrees of freedom, safety, and environmental load.