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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Study on the Behavior of Defects in Dilute Nitride Semiconductors and Improvement of Device Reliability

Research Project

Project/Area Number 26390057
Research InstitutionKanazawa Institute of Technology

Principal Investigator

上田 修  金沢工業大学, 工学研究科, 教授 (50418076)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 矢口 裕之  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (50239737)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords希釈窒化物半導体 / 欠陥 / 光照射 / 劣化 / 点欠陥 / 転位 / 電子顕微鏡 / フォトルミネッセンス
Outline of Annual Research Achievements

平成28年度は、本研究の目的および研究実施計画に沿って下記の2項目の研究を行った。
(1)照射パワー密度のGaInNAs/GaAs QWの発光効率に与える影響:光通信用半導体レーザや多接合型太陽電池への応用が期待されるGaInNAsは、デバイス動作時に劣化が生じることが懸念されている。今年度は、MOVPE法によって作製したGaInNAs/GaAs単一量子井戸に室温下でレーザ照射を行うことによって生じる発光効率変化に関して以下の知見を得た。
a)レーザパワー密度が低い範囲では、レーザ照射によって発光効率が増加し、また、レーザパワー密度が高くなるにつれて発光効率の増加速度が速くなった。解析の結果、異なる2つの時定数で特徴づけられる過程が存在することが分かった。
b) レーザパワー密度が高くなると発光効率はレーザ照射によって瞬時に増加した後減少した。この時の減少速度はレーザパワー密度が高くなるにつれて速くなり、減少量も大きくなった。発光効率減少についても異なる2つの時定数で特徴づけられる過程が存在することが分かった。時定数の短い成分はレーザパワー密度増加に伴い増加するのに対して、時定数の長い成分はレーザパワー密度にあまり依存しなかった。このことから時定数の短い成分はレーザ照射による新たな欠陥の発生あるいは増殖に対応すると考えられる。
(2) GaInAs層にNをδドープした結晶への光照射劣化およびその劣化部の構造評価:N量があまり多くないGaInNAs QWでも劣化は起こる。劣化部での転位ループなどの欠陥発生の有無を調べるために、局所的にNを高濃度導入した試料:Nをδドープした層を20層含むGaInAs層を用い、光照射劣化した領域の断面TEM観察を行った。その結果、現状の照射条件下では、劣化部中に、上記構造欠陥は見い出せなかった。今後、さらなるレーザパワー密度の増強により調べていく。

  • Research Products

    (11 results)

All 2017 2016

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Self-organized growth of cubic InN dot arrays on cubic GaN using MgO2017

    • Author(s)
      K. Ishii, S. Yagi, and H. Yaguchi
    • Journal Title

      Phys. Stat. Solidi B

      Volume: 254 Pages: 1600542

    • DOI

      10.1002/pssb.201600542

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spectral change of intermediate band luminescence in GaP:N due to below-gap excitation: Discrimination from thermal activation2017

    • Author(s)
      N. Kamata, M. Suetsugu, D. Haque, S. Yagi, H. Yaguchi, F. Karlsson, and P. -O. Holtz
    • Journal Title

      Phys. Stat. Solidi B

      Volume: 254 Pages: 1600566

    • DOI

      10.1002/pssb.201600566

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural evaluation of defects in β-Ga2O3 single crystals grown by edge-defined film-fed growth process2016

    • Author(s)
      O.Ueda, N. Ikenaga, K. Koshi, K. Iizuka, A. Kuramata, K. Hanada, T. Moribayashi, S. Yamakoshi, and M. Kasu
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 55 Pages: 1202BD

    • DOI

      10.7567/JJAP.55.1202BD

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of thermal annealing on the crystallization of low-temperature-grown In0.42Ga0.58As on InP substrate2016

    • Author(s)
      Y. Tominaga, Y. Kadoya, H. Morioka, and O. Ueda
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 55 Pages: 110313

    • DOI

      10.7567/JJAP.55.110313

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relationship between crystal defects and leakage current in β-Ga2O3 Schottky barrier diodes2016

    • Author(s)
      M. Kasu, K. Hanada, T. Moribayashi, A. Hashiguchi, T. Oshima, T. Oishi, K. Koshi, K. Sasaki, A. Kuramata, and O. Ueda
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 55 Pages: 1202BB

    • DOI

      10.7567/JJAP.55.1202BB

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 中間バンド型GaPN混晶でのキャリア再結合過程の光学的評価2017

    • Author(s)
      根岸知華、ドゥラル ハク、鎌田憲彦、矢口裕之
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-14
  • [Presentation] Gradual degradation in III-V and GaN-related optical devices2017

    • Author(s)
      O. Ueda
    • Organizer
      Intensive Discussion on Growth of Nitride Semiconductors
    • Place of Presentation
      東北大学金属材料研究所(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2017-01-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] EFG成長したβ-Ga2O3結晶中の欠陥のTEMを中心とした評価2017

    • Author(s)
      上田 修、池永訓昭
    • Organizer
      日本学術振興会第161委員会第98回研究会
    • Place of Presentation
      長浜ロイヤルホテル(滋賀県・長浜市)
    • Year and Date
      2017-01-13
    • Invited
  • [Presentation] レーザ照射によるGaInNAs半導体の発光効率への影響2016

    • Author(s)
      米倉成一、高宮健吾、八木修平、上田 修、矢口裕之
    • Organizer
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • Year and Date
      2016-09-15
  • [Presentation] InGaN/GaN単一量子井戸構造の光照射による劣化2016

    • Author(s)
      上田 修、山口敦史、谷本瞬平、西堀翔宣、熊倉一英、山本秀樹
    • Organizer
      第35回電子材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      ラフォーレ琵琶湖(滋賀県・守山市)
    • Year and Date
      2016-07-07
  • [Presentation] Optical Characterization of Carrier Recombination Processes in GaPN by Two-Wavelength Excited Photoluminescence2016

    • Author(s)
      M. Suetsugu, N. Kamata, S. Yagi, H. Yaguchi, T. Fukuda, F. Karlsson, and P. -O. Holtz
    • Organizer
      43rd International Symposium on Compound Semiconductors
    • Place of Presentation
      富山国際会議場(富山県・富山市)
    • Year and Date
      2016-06-27

URL: 

Published: 2018-01-16  

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