非晶質、多結晶基板上成長III-V窒化物による多結晶半導体フォトニクスに関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450015
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 朝日 一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (90192947)
• Keywords: 窒化物半導体 / 多結晶半導体 / ガスソースMBE / フォトルミネッセンス / ドーピング / 非晶質基板 / 酸化物基板 / フォトニクス

Research Abstract

昨年度までに、ECR-MBE法により石英ガラス上に成長した多結晶GaNはMOVPE成長の単結晶GaNと同程度の強いフォトルミネセンス(PL)発光を示し、n形、p形の伝導形の制御もできることを示してきた。さらに、W, Mo, Ta, Nbの金属、BaSrTi03酸化膜上に成長した多結晶GaNでも強いPL発光を示すことを確認してきた。
今年度は、アンモニア(NH3)ソースMBE法によりガラスおよび金属基板上に多結晶GaNの成長を行い、より強いPL発光を示す成長条件が存在することを見出した。これに関連し、ECR-MBEとNH3-MBEでの成長機構の相違点を明らかとした。GaN/金属基板接合は、GaN,金属の仕事関数の関係に依存するショットキー特性あるいはオーミック特性が確認された。金属基板上多結晶GaNpnダイオード構造において、ダイオード特性を確認した。この結果よりフレキシブルなGaN系デバイスの作製が可能なことが示された。金属Mo基板上多結晶GaNにおけるオーミック特性を利用した電界電子放出の実験において良好なエミッション特性が得られた。高性能ディスプレイヘの展開が期待される。さらに、磁性酸化物LaSrMn03上へ成長した多結晶GaNにおいて、強いPL発光を確認した。新機能デバイスヘの展開の可能性を示した。

Research Products

• [Publications] H.Tampo: "Growth of high quality polycrystalline GaN on glass substrates by gas source MBE"J. Cryst. Growth. 227-228. 442-446 (2001)
• [Publications] K.Yamada: "Strong photoluminescence emission from polycrystalline GaN layers grown on W, Mo, Ta and Nb metal substrates"Appl. Phys. Lett.. 78(19). 2849-2851 (2001)
• [Publications] H.Asahi: "Strong photoluminescence emission from polycrystalline GaN grown on metal substrate by NH3 source MBE"Phys. Stat. Sol. (a). 188(2). 601-604 (2001)
• [Publications] H.Tampo: "Ammonia source MBE growth of polycrystalline GaN pn junction"Phys. Stat. Sol. (a). 188(2). 605-610 (2001)
• [Publications] A.V.Andrianov: "Photoluminescence from polycrystalline GaN grown by MBE on metal substrates"Inst. Phys. Conf. Ser.. (in press). (2002)