2005 Fiscal Year Annual Research Report
III-N-RE混晶半導体/Siを用いた光電子融合デバイス・システムの開発
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17360160
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
若原 昭浩 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (00230912)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡田 浩 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (30324495)
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| Keywords | 希土類 / III族窒化物 / 光電子集積 / ヘテロエピタキシャル成長 / 発光過程 |
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| Research Abstract |
AlGaN窒化物混晶に希土類元素(RE:Eu^<3+>,Tb^<3+>,及びEr^<3+>)をパーセントオーダー導入したIII-N-RE混晶を用いた発光層を内包したウエハを形成し,一連のプロセスによりSi集積回路と発光デバイスを一括構築する事を目的として,発光層の高品質化とSi/III-N-RE/Siウエハ構造の実現を目指して研究を行った。本年度は,主にイオン注入を用いた発光デバイス構造作製に関して,発光特性の評価と再成長プロセスを,デバイス一括形成プロセスを念頭に置いたエピタキシャル成長γ-Al_2O_3/Si上へのIII-N成長の最適化および,がんとSiの融着について検討を進めた。以下のような成果を得た。
1.γ-Al_2O_3/Si基板上へのIII-N成長の最適化を図り,Si上のGaN系デバイス作製に用いられているものと同程度の結晶性を得た。
2.Al_xGa_<1-x>N層にイオン注入法を用いてEu, Tb,およびEr原子を導入し,自分解発光特性の評価を行い,母結晶からのエネルギー移送過程のモデルを構築した。ものモデルを,活性層の活性化プロセスの最適化に対する指針として用いることで特性改善が見込まれる。
3.GaN/SiウエハにSiウエハの表面を合わせて加圧・加熱する事でGaNとSiを直接結合させ,ウエハを融着させることに成功した。
以上の結果より,Si/III-N-RE/Si構造実現に目処を得た。この結果を踏まえて,デバイス構造の設計を開始すると共に,イオン注入により形成したAlGaN:RE活性層上へのAlGaNクラッド層の再成長に関する検討を進めている。
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