2017 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of low-cost oxide LED without minor metals and toxic elements by atmospheric pressure film formation method
| Project/Area Number |
15K05991
|
|---|
| Research Institution | Kumamoto University |
|---|
Principal Investigator |
中村 有水 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (00381004)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
境 健太郎 宮崎大学, 産学・地域連携センター, 准教授 (20336291)
浪平 隆男 熊本大学, パルスパワー科学研究所, 准教授 (40315289)
山口 敦史 金沢工業大学, 工学部, 教授 (60449428)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 酸化亜鉛 / ミストCVD / LED |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
窒化物半導体による青色発光ダイオードは、その高性能な機能から、主に白色照明光源として世界に普及しているが、希少金属の使用や有毒ガスを用いる装置が必要なため、高価となっている。そこで、我々は、材料に安価な酸化亜鉛を用い、成膜装置に簡易な構造を有するミスト化学気相成長法（ミストCVD法）を使用することで、低コストで同等の性能を有する発光ダイオードの開発を目指している。
一昨年度および昨年度は、酸化亜鉛の結晶性向上とP型化に関する検討を行ったが、今年度も引き続き、同項目に関して検討した。酸化亜鉛の結晶性向上に関しては、昨年度、100nm程度の微結晶からなるバッファー層を用いる事で、結晶性が向上したが、今年度は、バッファー層の無い状態で、成膜条件を詳細に変化させる事で、X線ロッキングカーブでの半値幅が約0.2度まで下がる事を見い出した。また、P型化に関しては、昨年度、アンモニアガス中での熱処理により、P型のドーパントである窒素原子を再現性良く混入させる事が出来ているが、同時に添加される水素原子がドナーとなりP型化を阻止している可能性が有った。そこで、今年度は、質量分析を行いながら、昇温脱離試験を実施したところ、水素は抜けるが、窒素が抜けにくい温度領域が有る事が判明した。そこで、アンモニアガス中での熱処理後に、水素原子を脱離させるための低温熱処理を行った。しかるに、残留電子密度が高いためか、P型化の実現には至らなかった。よって、今後は、残留電子密度の低い酸化亜鉛基板に対して、上記２つの熱処理を施すことで、P型化を狙う。
また、酸化亜鉛の研究に関連して、よりP型に成り易いと理論的に予測されている硫化亜鉛の結晶成長も行い、単結晶化を確認する事が出来た。よって、今後は、硫化亜鉛も対象として、P型化の研究を進める予定である。
|
