Non-polar growth of AlGaN nitride semiconductor and its application in deep ultraviolet LEDs

• Project/Area Number: 23K23238
• Project/Area Number (Other): 22H01970 (2022-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2022-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 30010:Crystal engineering-related
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 三宅 秀人 三重大学, 工学研究科, 教授 (70209881)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 陽一 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (00251033) ; 寒川 義裕 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (90327320) ; 上杉 謙次郎 三重大学, 研究基盤推進機構, 准教授 (40867305)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000); Fiscal Year 2024: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2023: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2022: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: 窒化物半導体 / AlGaN / 深紫外LED / AlNテンプレート / 非極性面 / エピタキシャル成長 / アニール / AlN

Outline of Research at the Start

本研究では、サファイアｒ面及びm面を用いてa面及びm面のAlGaN/AlNの成長を行うデバイス開発を目的とする。提案者が開発したAlNの高温アニール技術をa面及びm面AlN成長に適応して、これまで課題であった転位密度の低減を実現する。ファセット形成による凹凸構造や積層欠陥発生などの課題に対して、高温での粒界の界面応力が誘起する転位の運動を理論と実験の両面で理解・制御することで解決し、平滑な表面、量子井戸構造を得る。さらに、デバイス形成で重要なSi添加の最適化、酸素・炭素の取込み低減の成長条件を明らかする。これらの研究により、LEDの発光波長を230nm以下まで拡大することを目指す。