2009 Fiscal Year Annual Research Report
窒化物半導体ファセット変調構造の創製と広帯域・連続スペクトル白色LEDの開発
| Project/Area Number |
21360007
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
平松 和政 Mie University, 大学院・工学研究科, 教授 (50165205)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三宅 秀人 三重大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70209881)
元垣内 敦司 三重大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00303751)
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| Keywords | 窒化物半導体 / GaN / 非極性 / 選択成長 / ファセット制御 / MOVPE |
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| Research Abstract |
本研究では、連続広帯域スペクトルを有する白色LEDを開発することにより、「波長ばらつきの問題」と「演色性の問題」を同時に解決し、照明に適したLEDの実現を目指す。この目的を実現するために、今年度は無極性、半極性面ファセット形態制御のための成長条件、成長機構を明らかにする。a面GaN上へSiO_2マスクを用いて選択成長を行った。成長温度と圧力の変化により、結晶のファセット形態が精密に制御できることが分かった。特に成長温度によりファセット形態は大きく変化し、高温ではa面、+c面、-c面を持つ長方形ファセット形状が、低温では-c面と{11-22}面を持つ三角形ファセット形状が現れる。この傾向はc面GaN上の選択成長で現れるファセット形態と同様な傾向であることを明らかにした。また、r面サファイア上に高品質なa面GaNを直接成長させるための条件の検討として、r面サファイアの窒化処理を行い、その上にa面GaN成長を行うことで、a面GaN薄膜の表面平坦性、結晶性及び発光特性が大きく改善された。5分間の窒化処理のとき、a面のX線ロッキングカーブ半値幅が500秒未満で、現在報告されている値と比較して最も結晶性が良好であった。また、その基板窒化処理による高品質化のメカニズムは、窒化処理での結晶核の形成密度とその大きさの均一さに依存し、結晶核の合体により、転位密度を低減することであることを明らかにした。これらの結果から、r面サファイア上の非極性面のGaNを得るための結晶成長条件の検討ができ、本件研究で必要となるファセット変調構造を得るための結晶成長条件を得るための指針を得ることができた。
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[Journal Article]2009
Author(s)
三宅秀人, 宮川鈴衣奈, 他35名
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Journal Title
窒化物基板および講師整合基板の成長とデバイス特性((株) シーエムシー出版)
Pages: 119-127
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