2014 Fiscal Year Annual Research Report
Ｓｉ基板を用いた縦型大面積・高出力深紫外ＬＥＤの研究
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24246010
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
平山 秀樹 独立行政法人理化学研究所, 平山量子光素子研究室, 主任研究員 (70270593)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 深紫外LED / AlGaN / AlN / MOCVD / Si基板 / 縦型LED / 光取りだし効率 / 内部量子効率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
深紫外高効率LEDは、医療、殺菌・浄水、生化学産業などへ応用において大変期待されており、その高効率化が求められている。しかし、AlGaN深紫外LEDは現在、絶縁性のサファイア基板上に形成され、横注入構造をとっているため、n型AlGaNの大きなシリーズ抵抗のため高出力化が難しい。またサファイア基板を伝搬する導波モードの発生により、光取り出し効率が低い。本研究では、Si基板上にAlGaN深紫外LEDを成長し、ヒートシンクへの直接ボンディングの後、LED層にダメージのないSi基板のリムーブを行うことで、縦型・大面積の深紫外LEDを実現する。シリーズ抵抗の低減と光取り出し効率の向上、ならびに大面積直接ヒートシンクにより、2桁程度の高出力化を実現する。
H26年度では、まずサファイア基板上に2次元格子状パターン加工を行いELO成長を行い、良好なAlNバッファーを形成した。サファイア基板上にウェットケミカルエッチング法を用いてファセットエッチング面が出た三角格子状ホールパターンを形成した。その上にAlNを成長することで平坦性の高いAlNバッファーの形成に成功した。以前までに作製したAlNでは段差が生じやすく、その上に作製したLEDはリーク電流のため外部量子効率が上がらなかったため、平坦性の向上は重要性が高い。また、この技術を応用し、3角格子状のパタンSi基板上にAlNを製膜し平坦性の高いAlNバッファーを形成した。本研究ではさらに、透明p型AlGaNを用いた深紫外LEDの実現においてAl組成を70％程度まで向上させ260nmの短波LEDで光取り出し効率の向上に成功した。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] High-quality AlN template for deep-UV LED grown on patterned sapphire substrate formed by using nano-imprinting and wet-chemical etching2014
Author(s)
Y. Kanazawa, S. Toyoda, N. Maeda, M. Jo, N. Kamata, Y. Kashima, E. Matsuura, S. Shimatani, M. Kokubo, T. Tashiro, T. Ohkawa, R. Kamimura, Y. Osada and H. Hirayama
Organizer
The 10th International Symposium on Semiconductors Light Emitting Devices (ISSLED2014)
Place of Presentation
Kaohsiung, Taiwan
Year and Date
2014-12-14 – 2014-12-19
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