Growth of aluminum nitride with a new crystal structure for deep-ultraviolet light emitting devices

用于深紫外发光器件的新型晶体结构氮化铝的生长

• 批准号: 20360008
• 负责人: SUDA Jun
• 金额: $ 11.9万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20360008/
• 关键词: 窒化物半導体; 窒化アルミニウム; ポリタイプ; 炭化珪素; エピタキシー; 深紫外発光素子; 紫外線発光素子

Aluminum nitride (AlN) has attracted much attention as a material for deep-ultraviolet light emitting devices. Thermally stable structure of AlN is known to be wurtzite structure. On the other hand, AlN studied in this project has 4H structure. 4H-AlN can be obtained by isopolytypic growth on 4H-SiC. Thanks to isopolytypic growth, 4H-AlN grown on 4H-SiC shows excellent crystalline quality. In this study, growth of AlGaN alloy and AlGaN/AlN quantum well structures were studied. 4H-AlGaN/AlN quantum well structures were successfully grown on 4H-SiC (1-100). We revealed that growth of high-quality 4H-AlGaN on 4H-SiC (11-20) is impossible. We proposed 4H-GaN/AlN short-period super lattice structures instead of 4H-AlGaN. The 4H-GaN/AlN short-period super lattice structures were successfully grown on 4H-SiC (11-20).

氮化铝（AlN）作为深紫外发光器件的材料已经引起了广泛的关注。已知AlN的热稳定结构是纤锌矿结构。另一方面，本项目研究的AlN具有4 H结构。在4 H-SiC上通过同异型生长可以得到4 H-AlN。由于同多型生长，在4 H-SiC上生长的4 H-AlN显示出优异的结晶质量。本论文主要研究AlGaN合金及AlGaN/AlN量子井结构的成长。在4 H-SiC（1-100）衬底上成功生长了4 H-AlGaN/AlN量子阱结构。我们发现在4 H-SiC（11-20）上生长高质量的4 H-AlGaN是不可能的。我们提出了4 H-GaN/AlN短周期超晶格结构来代替4 H-AlGaN。在4 H-SiC（11-20）衬底上成功生长了4 H-GaN/AlN短周期超晶格结构。

项目成果

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(5-1)-bilayer-height step-and-terrace structures formed on 4H-SiC (0001) Si-face by high-temperature Pas etching

通过高温Pas刻蚀在4H-SiC（0001）Si面上形成（5-1）双层高度阶梯平台结构

• 发表时间: 2009
• 作者: J.Suda;T.Kimoto;J.Suda
• 通讯作者: J.Suda

Nonpolar 4H-Polytype AlN/AlGaN Multiple Quantum Well Structure Grown on 4H-SiC (1-100)

在 4H-SiC 上生长的非极性 4H 多型 AlN/AlGaN 多量子阱结构 (1-100)

• 发表时间: 2010
• 期刊: Applied Physics Express Vol.3
• 作者: M.Horita;T.Kimoto;J.Suda
• 通讯作者: J.Suda

First Demonstration of SiC MISFETs with 4H-AlN Gate Dielectric Heteroepitaxially-grown on 4H-SiC (11-20)

首次演示采用 4H-SiC 上异质外延生长的 4H-AlN 栅极电介质的 SiC MISFET (11-20)

• 发表时间: 2008
• 作者: M. Horita;T. Kimoto;J. Suda
• 通讯作者: J. Suda