2008 Fiscal Year Annual Research Report
極広域分光による窒化物半導体ナノデバイス構造の精密評価
| Project Area | Optoelectronics Frontier by Nitride Semiconductor -Ultimate Utilization of Nitride Semiconductor Material Potential- |
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| Project/Area Number |
18069002
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
吉川 明彦 Chiba University, 大学院・工学研究科, 教授 (20016603)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石谷 善博 千葉大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60291481)
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| Keywords | 窒化インジウム / 光物性・分光計測 / キャリアダイナミクス / 表面・界面物性 / ナノ構造光デバイス / MBE、エピタキシャル |
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| Research Abstract |
(1) InNの電子正孔散乱過程解明(平成20年度分)
(1) 電子の散乱・移動度評価:赤外分光エリプソメトリ・反射分光により表面・界面を除いた内部バルク領域において赤外光振動数領域での電子の移動度(光学移動度)を求めた。特にc軸平行方向と、垂直方向の振動に対する移動度の異方性解析より、残留電子密度減少に伴う移動度増加は点欠陥や複合欠陥減少によるもので、電子密度10^<17>cm^<-3>台では刃状転位が電子移動度を制限する主な要因であること分かった。
(2) 正孔の散乱・移動度評価:まず、赤外分光エリプソメトリ・反射分光により表面・界面電子蓄積の影響を排除して正孔密度・光学的波移動度の測定に成功し、最大10^<19>cm^<-3>程度のデバイス応用に十分な正孔密度が実現されていることが分かった。また、正孔は、電子と同様に刃状転位により大きく移動度が低下している一方、MgまたはMgに関する複合欠陥により移動度が減少していることが分かった。
(2) n-InN中キャリアの輻射・非輻射再結合評価-転位・点欠陥の効果-(平成20年度分)
In極性のn-InNについてフォトルミネッセンス(PL)強度の測定温度依存性やPL励起スペクトルにより非輻射過程を評価した。その結果、16Kの低温域でのPL強度は刃状転位密度の大きい結晶で小さく、活性化エネルギーを必要としない過程であることが分かった。一方温度上昇に対するPL強度の減少度には、刃状・螺旋転位密度や残留電子密度に相関はなく、その他の点欠陥や複合欠陥がバンド端発光を低減していることが分かった。今後p-InNのPL・CL評価と合わせ、非輻射中心の実態とその速度を明らかにする。
(3) 平21年度への繰越分
分子線エピタキシ装置の洗浄、クライオポンプのオーバーホールなどを行い、結晶の高純度化を行い、分子層エピタキシによる高精度超格子のエピタキシが達成された。
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