1996 Fiscal Year Annual Research Report

紫外線高輝度発光ダイオードを用いたフルカラー発光素子の研究

Research Project

Project/Area Number	07555102
Research Institution	The University of Tokushima
Principal Investigator	酒井士郎徳島大学, 工学部, 教授 (20135411)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	湯浅貴之シャープ中研, 第一研究部, 副主任直井美貴徳島大学, 工学部, 講師 (90253228)
Keywords	GaN / InGaN / バルク / MOCVD / LED / 半導体レーザ / ホモエピタキシ- / 転位
Research Abstract	窒化物系の発光素子が実用化されているが、いまだに多くの問題を含んでいる。一般的にはサファイア基板の上にMOCVD法でInGaN/AlGaNダブルヘテロ構造を成長するのが普通であるが、サファイア基板に関わる問題が多く指摘されている。特にサファイアは、成長直前に行う熱処理や低温で成長するバッファー層の影響を強く受け、最適成長条件の幅が非常に狭く結晶成長を困難にしている。また、格子不整合に基づく転位が発光素子に悪影響を与えるという結果も得られており、転位密度を低くすることにより発光ダイオードの効率をさらに良くしたり、半導体レーザのしきい値を下げる可能性のあることが指摘されている。そこで本研究では、これらの問題を一挙に解決するためバルクGaNの結晶成長を行い、その上にもMOCVD法にてホモエピタキシ-を行うことを直接の目的とした。その結果以下の成果を得た。 1、昇華法による厚膜、及びバルクGaNの結晶成長に関する研究:昇華法により数十〜数百ミクロン程度のGaN厚膜と、数百ミクロン〜数ミリメートル程度のバルクGaNを結晶成長する技術を確立した。また、基板上に選択的にバルクGaNを結晶成長することに成長し、デバイイスプロセスを可能とした。 2、MOCVD法によるInGaN結晶成長の研究:MOCVD法によりサファイア基板の上に成長した結晶の構造評価を行い、InGaNの組成が不均一であることを見い出してその形成メカニズムを明らかにした。 3、ホモエピタキシャル成長に関する研究:昇華法により成長したバルクGaN結晶の上にMOCVD法により、GaN及びGaN/InGaNダブルヘテロ構造の成長を行い、その成長の様子がサファイア基板上のものと非常に異なることを明らかにした。以上の研究により、超高効率発光ダイオード及び低しきい値レーザをバルクGaN結晶を用いて作成する場合の基礎を確立したと言える。

Research Products

(12 results)

All Other

All Publications (12 results)

[Publications] S.Nakajima,T.Yang and S.Sakai: "Valence-Band-Edge Energy of Group-III,Nitride Alloy Semiconductors" Jpn.J.Appl.Phys.34-No.5. 2213-2215 (1995)
[Publications] T.Yang,S.Nakajima and S.Sakai: "Electronic Structures of Wurtzite GaN,InN and their Alloy Ga_<1-X>In_XN Calculated by the Tight-Binding Method" Jpn.J.Appl.Phys.34-No.11. 5912-5921 (1995)
[Publications] Nakajima,T.Yang and S.Sakai: "Electronic Structure of Ga_<1-X>In_XN by the Tight-Binding Method with Nearest-Neighbor s,p and d and Second-Neighbor s and p Interactions" International Conference on Silicon Carbide and Rerated Materials-1995,Institute of Physics Conference Series Number 142. 947-950 (1995)
[Publications] S.Kurai,Y.Naoi,T.Abe,S.Ohmi and S.Sakai: "Photopumped Stimulated Emission from Homoepitaxial GaN Grown on BUlk GaN Prepared by Sublimation Method" Jpn.J.Appl.Phys.35-No.1b. l77-79 (1996)
[Publications] S.Kurai,T.Abe,Y.Naoi and S.Sakai: "Growth and CXharacterization of Thick GaN by Sublimation Method and Homoepitaxial Growth by MOCVD" Jpn.J.Appl.Phys.35-No.3. 1637-1640 (1996)
[Publications] T.Okada,S.Kurai,Y.Naoi,K.Nishino,F.Inoko and S.Sakai: "Tarnsmission Electron Microscopy of Sublimation-Grown GaN Single Crystal and GaN Homoepitaxial Film" Jpn.J.Appl.Phys.35-No.11B. 1318-1320 (1996)
[Publications] H.Sato,Y.Naoi and S.Sakai: "Structural Analysis of GaN and GaN/InGaN/GaN DH Structures on Sapphire(0001)Subastrate grown by MOCVD" Proceeding of MRS Symp.,1996. (in press). (1996)
[Publications] S.Sakai,S.Kurai,K.Nishino,K.Wada,H.Sato and Y.Naoi: "Growth of GaN by Sublimation Technique and Homoepitaxial growth by MOCVD" Proceeding of MRS Symp.,1996. (in press). (1996)
[Publications] H.Sato,M.R.Sarkar,Y.Naoi and S.Sakai: "XPS Measurement of Valence Band Discontinuity at GaP/GaN Heterointerfaces" Solid State Electlronics. (in press). (1996)
[Publications] H.Naoi,Y.Naoi and S.Sakai: "MOCVD Growth of InAsN for Infrared Applications" Solid State Electronics. (in press). (1996)
[Publications] S.Kurai,K.Nishino and S.Sakai: "Nucleation Control in the Growth of Bulk Gan by Sublimation method" Jpn.J.Appl.Phys.,. (in press). (1996)
[Publications] H.Sato,Y.Naoi and S.Sakai: "X-ray Diffraction Analysis of GaN and GaN/InGaN/GaN Double-Hetero Structures Grown on Sapphire Substrate by MOCVD" Jpn.J.Appl.Phys.,. (in press). (1996)

1996 Fiscal Year Annual Research Report

紫外線高輝度発光ダイオードを用いたフルカラー発光素子の研究

Principal Investigator

酒井 士郎 徳島大学, 工学部, 教授 (20135411)

Research Products

[Publications] S.Nakajima,T.Yang and S.Sakai: "Valence-Band-Edge Energy of Group-III,Nitride Alloy Semiconductors" Jpn.J.Appl.Phys.34-No.5. 2213-2215 (1995)

[Publications] T.Yang,S.Nakajima and S.Sakai: "Electronic Structures of Wurtzite GaN,InN and their Alloy Ga_<1-X>In_XN Calculated by the Tight-Binding Method" Jpn.J.Appl.Phys.34-No.11. 5912-5921 (1995)

[Publications] S.Kurai,Y.Naoi,T.Abe,S.Ohmi and S.Sakai: "Photopumped Stimulated Emission from Homoepitaxial GaN Grown on BUlk GaN Prepared by Sublimation Method" Jpn.J.Appl.Phys.35-No.1b. l77-79 (1996)

[Publications] S.Kurai,T.Abe,Y.Naoi and S.Sakai: "Growth and CXharacterization of Thick GaN by Sublimation Method and Homoepitaxial Growth by MOCVD" Jpn.J.Appl.Phys.35-No.3. 1637-1640 (1996)

[Publications] T.Okada,S.Kurai,Y.Naoi,K.Nishino,F.Inoko and S.Sakai: "Tarnsmission Electron Microscopy of Sublimation-Grown GaN Single Crystal and GaN Homoepitaxial Film" Jpn.J.Appl.Phys.35-No.11B. 1318-1320 (1996)

[Publications] H.Sato,Y.Naoi and S.Sakai: "Structural Analysis of GaN and GaN/InGaN/GaN DH Structures on Sapphire(0001)Subastrate grown by MOCVD" Proceeding of MRS Symp.,1996. (in press). (1996)

[Publications] S.Sakai,S.Kurai,K.Nishino,K.Wada,H.Sato and Y.Naoi: "Growth of GaN by Sublimation Technique and Homoepitaxial growth by MOCVD" Proceeding of MRS Symp.,1996. (in press). (1996)

[Publications] H.Sato,M.R.Sarkar,Y.Naoi and S.Sakai: "XPS Measurement of Valence Band Discontinuity at GaP/GaN Heterointerfaces" Solid State Electlronics. (in press). (1996)

[Publications] H.Naoi,Y.Naoi and S.Sakai: "MOCVD Growth of InAsN for Infrared Applications" Solid State Electronics. (in press). (1996)

[Publications] S.Kurai,K.Nishino and S.Sakai: "Nucleation Control in the Growth of Bulk Gan by Sublimation method" Jpn.J.Appl.Phys.,. (in press). (1996)

[Publications] H.Sato,Y.Naoi and S.Sakai: "X-ray Diffraction Analysis of GaN and GaN/InGaN/GaN Double-Hetero Structures Grown on Sapphire Substrate by MOCVD" Jpn.J.Appl.Phys.,. (in press). (1996)

酒井士郎徳島大学, 工学部, 教授 (20135411)