2016 Fiscal Year Annual Research Report
Anion-controlled nitride-based semiconductor alloys towards laser diodes in unexploited wavelength regions
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15K13959
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
竹内 哲也 名城大学, 理工学部, 教授 (10583817)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮嶋 孝夫 名城大学, 理工学部, 教授 (50734836)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | アンチモン / 低温成長 / トンネル接合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度、Sbに関する実験を遂行している段階にて、Sb原料を流した後の量子井戸活性層において、その発光強度が著しく低下する現象が確認された。そのSIMS測定を行ったところ、微量のSbが活性層内に存在していることが判明した。その後に作製した量子井戸からの発光はしばらく低下したままであるが、成長を繰り返していくうちに次第にその発光強度が回復する事実が明らかになった。以上の結果から、Sb原料を使用すると、結晶成長炉内にSbが残留し、それが活性層に取り込まれると非発光再結合として働く可能性が示唆された。よって、低温成長における表面平坦化に優れた効果を示していたものの、活性層品質を低下させてしまうデメリットにより年度途中で使用を中止した。
Sbの使用を見合わせた一方で、低温成長p型層から低温成長p側層構築への方針転換は継続し、低温p-GaN/トンネル接合/低温n-GaNというp側構造にて低温化を進めた。成長条件の最適化により、p-GaNは薄膜であれば、850℃まで低温化させても表面平坦性と電気特特性を高温成長（1000℃）並みに維持できることを実証した。トンネル接合はすでに720℃で良好な特性のものが実現しており、n-GaNに対しては、同様に成長条件の最適化により750℃であっても、表面平坦性は大きく損なわれるものの、電気的特性は良好なものが実現することがわかった。以上の最適層を組み合わせた結果、720～850℃という低温p側構造にて、従来の高温成長青色LEDと遜色ない特性（発光強度、駆動電圧）を実証した。
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