非極性面III族窒化物半導体を用いた高効率緑色発光素子実現のための研究

利用非极性III族氮化物半导体实现高效绿光发光器件的研究

• 批准号: 09J07654
• 负责人: 飯田 大輔
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Meijo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J07654/
• 关键词: MOVPE; 非極性; GaN; GaInN; p型伝導; SIMS; 加圧成長法; 有機金属化合物気相成長法; p型; 正孔濃度; イオン化エネルギー

昨年度は、非極性面p型GaInNを用いて、低温成長で高正孔濃度のp型層の作製の検討を行った。p型GaInNはp型GaNと比べて、低温成長で正孔濃度が1x10^<18>cm^<-3>を超えるp型伝導を得ることが可能である。p型層の正孔濃度が高くなることで、活性層への正孔の供給が向上し、緑色LEDの高効率化が期待できる。本年度は、ピエゾ電界の抑制が可能な非極性面を利用し、p型GaInNを用いた緑色LEDの作製を行い、その有用性を検討した。50mA注入時におけるp型GaInNを用いた緑色LEDの発光強度は、従来構造のp型GaNのみを用いた緑色LEDと比較すると、約1.3倍向上した。しかしながら、p型GaInNを用いた緑色LEDにおいては、5mAまでの発光が著しく低く、低電流注入時におけるリーク電流が大きいことを確認した。リーク電流の低減が可能となれば、さらなる発光強度の向上に期待できる。このリーク電流の原因を考察するために、固相中のMgの再分布について検討した。Mgの再分布をSIMS測定によって調べることで、Mg濃度および成長速度が与える影響を検討した。Mg濃度の多い試料では、低注入電流時においてのリーク電流が多くなることを確認した。また、成長速度が遅い場合も同様にリーク電流が増大することを確認した。Mgの固相拡散を抑制させるためには、p型GaInNのMg濃度を低くするか、もしくは成長速度を上げて短時間でp型層を成長させることが重要であることが明らかとなった。

Last year, the non-polar surface p-type GaInN was produced using a low-temperature growth and high positive hole concentration p-type layer. p-type GaInN and p-type GaN are relatively small, and the low-temperature growth and positive hole concentration are 1x10^<18>cm^<-3>, and the super-high p-type densification is possible. The concentration of positive holes in the p-type layer is high, the positive hole supply in the active layer is upward, and the high efficiency of green LEDs is expected. This year, it is possible to use the non-polar surface to suppress the electric field, and to use green LEDs for p-type GaInN, and to discuss its usefulness. When 50mA is injected, the light intensity of p-type GaInN using green LED is about 1.3 times higher than that of p-type GaN constructed using green LED.しかしながら, p-type GaInN を uses いたgreen LED においては, 5mA までのThe light is low and the current is low when the current is injected. The current is large and the current is confirmed. It is possible to reduce the current of the リーク, and the light intensity is expected to increase. The cause of current flow is investigated and the redistribution of Mg in the solid phase is investigated. The redistribution of Mg is determined by SIMS, the adjustment of Mg concentration, the growth rate and the influence of Mg concentration are measured. The Mg concentration is too high for the sample, and the current for low injection current is too high to be confirmed.また, growth rate が遅い occasion も同様にリーク current が Increase big することをconfirm した. Mg's solid phase is dispersed and suppressed, p-type GaInN's Mg concentration is low, and it is suppressed. The growth rate is high and the p-type layer is growing in a short period of time. The growth rate is important.

项目成果

GaInN-Based Solar Cells Using Strained-Layer GaInN/GaInN Superlattice Active Layer on a Freestanding GaN Substrate

• DOI: 10.1143/apex.4.021001
• 发表时间: 2011-02-01
• 期刊: APPLIED PHYSICS EXPRESS
• 影响因子: 2.3
• 作者: Kuwahara, Yousuke;Fujii, Takahiro;Amano, Hiroshi
• 通讯作者: Amano, Hiroshi

Strong Emission from GaInN/GaN Multiple Quantum Wells on High-Crystalline-Quality Thick m-Plane GaInN Underlying Layer on Grooved GaN

• DOI: 10.1143/apex.2.061004
• 发表时间: 2009-06
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: R. Senda;Tetsuya Matsubara;D. Iida;M. Iwaya;S. Kamiyama;H. Amano;I. Akasaki