2005 Fiscal Year Annual Research Report
希釈窒化物混晶半導体量子ドットの自己形成過程とその制御
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17360135
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
岡田 至崇 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 助教授 (40224034)
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| Keywords | 量子ドット / 自己組織化量子ドット / 分子線エピタキシー / 希釈窒化物半導体 / GaInNAs / 窒素ラジカル / 光エレクトロニクス |
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| Research Abstract |
(1)GaInNAs希釈窒化物混晶半導体量子ドットの"高密度化"及び"高均一化"の制御
分子線エピタキシー成長時に基板へ直接水素原子を照射したときの効果を明らかにすることを目的とした。量子ドットの自己形成過程において、強い依存性を示すV/IIIフラックス比、また水素と窒素のフラックス量が、成長初期の段階でどのような影響を及ぼすかを調べた。その結果、ラジカルによる基板のダメージを抑えるために低励起状態の窒素プラズマを使い、成長温度を480℃程度で行うことにより高品質化を達成した。また、水素による欠陥不活性化の効果、アニールによる高品質化を確認し、光学特性の改善を得た。
(2)GaInNAs希釈窒化物混晶半導体量子ドットの"長波長化"
一般に、長波長化に向けてGaInNAsドット層のIn組成を増やす方法が考えられるが、GaInNAsドット層を通常のGaAsでキャップしてしまうと、残留圧縮歪みのためバンドギャップが短波長側へ大きくシフトしてしまう。本研究期間では、歪み緩和層としてGaNAs層を用いてGaInNAsドット、またInAsドットを埋め込む方法を研究した。GaNAs中間層の成長パラメータ(成長温度、窒素組成、膜厚等)を最適化した結果、1.3帯でのGaInNAsドットからの発光を得ることに成功し、室温発光化へ向けた基礎データを収集した。さらに、GaInNAs/GaNAsヘテロ界面の状態をSIMS,DLTS,PL等を用いて調べた。
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