2016 Fiscal Year Annual Research Report
Research on AlN-based heterostructure growth and UV light-emitting devices
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25246022
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| Research Institution | NTT Basic Research Laboratories |
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Principal Investigator |
谷保 芳孝 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 主幹研究員 (20393738)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
熊倉 一英 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 特別研究員 (00393736)
平間 一行 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 研究主任 (50434329)
山本 秀樹 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 部長 (70393733)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 結晶成長 / 半導体物性 / 窒化物半導体 / 発光デバイス / 紫外 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
AlGaN系深紫外発光デバイスでは、デバイス構造の結晶成長時、極性面であるC面成長が用いられているが、無極性であるM面成長を用いることで、AlGaN量子井戸発光層の内部電場抑制による内部量子効率の増加、AlGaN系特有の光学異方性に由来する光取り出し効率の向上が期待できる。そこで、M面AlGaN/AlNヘテロ成長において、デバイス特性に大きな影響を及ぼす格子緩和（転位）の発生機構について調べたところ、ヘテロ界面と交差するM面に沿った結晶面すべりにより転位が発生することを明らかにした。また、AlGaN成長中にSiをドーピングすることにより、転位発生が抑制される興味深い現象を発見するとともに、デバイス構造の設計に有用な知見を得た。
AlGaNのデバイス応用に向けた大きな課題はp型伝導性制御である。従来のp型AlGaN単層に代わり、p型AlN/AlGaN超格子構造を用いることで、正孔濃度の増加を図り、p型伝導性の向上に成功した。また、AlN/AlGaN超格子はコヒーレントに成長し、良質な結晶性を有することを確認した。そして、AlN/AlGaN超格子をp型層に用いた深紫外発光ダイオード（LED）を作製し、従来のAlGaN単層をp型層に用いるLEDよりも、発光強度を増加、素子抵抗ならびに動作電圧を低減できることを実証した。
また、新規ワイドバンドギャップ半導体の創製に向けて、立方晶BN（c-BN）のイオンビームアシストMBE成長に取り組んだ。BN薄膜成長表面に照射するイオンの運動量がBN薄膜の結晶構造、成長機構に大きな影響を与えることを明らかにした。c-BN薄膜成長時のイオン運動量を精密に制御することにより、c-BN薄膜の結晶性の向上、成長効率の増加に成功した。高品質c-BN薄膜成長の指針を示すとともに、c-BN半導体デバイスの創出に向けた基盤技術を確立した。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(9 results)
