2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development and application of an educational resource of light-emitting semiconductor device fabrication
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18K02995
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| Research Institution | Suzuka National College of Technology |
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Principal Investigator |
辻 琢人 鈴鹿工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (70321502)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 半導体発光デバイス / 発光ダイオード / 作製教材 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，現代社会に欠かすことのできない半導体発光デバイスの作製技術とその動作原理を理論と実践の両面から効果的に習得することに繋がる「半導体発光デバイス作製教材」の開発に取り組んだ．半導体発光デバイスは，母材となるIII－V族化合物半導体によって様々な波長で発光するが，本研究では可視光域(波長:400-700nm)で発光する発光ダイオード(LED)の作製を試みた．
可視光域で発光するLEDの作製には，適当なバンドギャップエネルギー(Eg:1.8－3.1eV程度)のIII－V族化合物半導体が必要となるが，本研究では黄緑色もしくは赤色の可視発光が得られ，環境への負荷も小さいリン化ガリウム(GaP)を選択した.
LEDに電流を流して動作させるためには，発光層の母材となるGaPと良好な電気的特性を示す金属電極を形成しなければならない．GaPの電極材料として，本研究ではIII－V族化合物半導体に良好な電極を形成するのに一般に良く用いられる金(Au)をベースにした金属ではなく，より安価で比較的入手しやすいインジウム(In)をベースにした金属を用いて金属電極を形成し，電気的特性を評価した．その結果，n型GaPにIn，p型GaPにはインジウム・亜鉛合金(InZn)を用いることで印加した電圧に対して電流が線形に変化する良好なオーミック電極が得られた. そして，窒素を添加して黄緑色(ピーク波長:567nm)で発光するGaP発光層のn型側にIn，p型側にInZn電極を形成したGaP－LED構造を作製し，電圧を印加してGaP－LEDから明るい黄緑色の発光が得られることが確認できた．
さらに，単3乾電池2本をGaP－LEDチップに接続して動作させるキットを試作したところ，乾電池駆動でLEDの発光が確認できたことから半導体発光デバイス作製教材の工学教育活動などへの応用の可能性を示すことができた．
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Research Products
(1 results)
