大面積・超高輝度紫外LEDへの挑戦

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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。