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大面積・超高輝度紫外LEDへの挑戦

对大面积、超高亮度紫外LED的挑战

基本信息

批准号：
20560002
负责人：
河俊碩
金额：
$ 2.25万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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-20560002/
关键词：
薄膜成長光素子窒化物半導体

项目摘要

平成20年度は紫外LED製作のため、サファイアを窒化することで得られるAINを形成することと、その上に形成する三角錐ナノ結晶構造、CrN基盤の形成過程に関するGaNテンプレート製作技術を開発した。具体的には(1)窒化条件の最適化、(2)多重バッファー層(AlNとCrN)とその上に成膜するGaNテンプレートの結晶性評価、(3)サファイア基板/AIN/CrNナノ結晶の界面における結晶性評価、転位及び欠陥分析である。1. 窒化条件の最適化スパッタリング法によりc面サファイア基板上にGr膜の成膜を行い、高温炉内でNH3による窒化を実施することでCrNの形成とサファイアを窒化することによるAlNの形成を行い多重バッファー層を形成する。すなわち、サファイア基板にCr薄膜を成膜、その後炉内(1,080℃ NH3)で窒化プロセスを行うことで単結晶CrNの三角錐ナノ結晶構造を形成した。この際、Cr薄膜の厚さと窒化時間によるCrNナノ結晶の表面モフォロジーとCrNの結晶性の向上に関する研究を実施した。2. 多重バッファー層(AlNとCrN)とその上に成膜するGaNテンブレートの結晶性評価さまざまな窒化条件によってCrNバッファー層上にGaNテンプレート層を成長して、これらGaNの結晶性を分析した。この結果、CrNの結晶性が良いほどGaNの結晶性が向上するのではなく、三角錐ナノ結晶構造の分布及び大きさによってGaNの結晶性が変わることが確認できた。3. サファイア基板/AlN/CrNナノ結晶の界面における結晶性評価、転位及び欠陥分析最適のGaNを成長した後XRD、PL法を利用して結晶性及び不純物の評価を行った。またSEM、AFMによる表面観察及びTEMによる欠陥密度を評価した。その結果、今までの研究結果より少ない刃状転位密度を持っている良質のGaN結晶成長が出来ているということを確認した。

In 2010, GaN technology related to the formation of GaN crystal structure and CrN substrate was developed. Specific aspects include (1) optimization of annealing conditions,(2) evaluation of crystallinity of GaN film on AlN and CrN layers, and (3) evaluation of crystallinity, position and temperature of AlN/CrN crystal interface. 1. Optimization of CrN formation conditions for Cr film formation on a substrate, NH3 oxidation in a high temperature furnace, and formation of AlN layers. Cr thin film was formed on the substrate, and the crystal structure of CrN was formed in the furnace (1,080℃ NH3). In this paper, the relationship between Cr film thickness and crystallization time and CrN crystallization was studied. 2. Crystallization evaluation of GaN film on AlN and CrN layers under different conditions. Crystallization analysis of GaN film on AlN and CrN layers. The results show that the crystallinity of CrN is good, the crystallinity of GaN is good, the distribution of crystal structure of CrN is good, the crystallinity of GaN is good, and the crystallinity of GaN is good. 3. Crystallization evaluation, crystal position and impurity analysis of GaN substrate/AlN/CrN crystal interface were carried out by XRD and PL methods. SEM, AFM, and TEM were used to evaluate the surface area. The results of this study confirm that the crystal growth of GaN with good quality is maintained at a low density.