| 研究課題/領域番号 |
04J02447
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 研究分野 |
数理物理・物性基礎
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| 研究機関 | 徳島大学 |
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研究代表者 |
月原 政志 徳島大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2005年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2004年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
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| キーワード | MOCVD / GaN / AlGaN / 転位 / LED |
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| 研究概要 |
GaN系発光デバイスは1993年に高輝度青色発光ダイオードが実現して以来急速に開発が進んでいった。結晶性ではGaAsなどに代表される他の化合物半導体に圧倒的に劣りながらも高効率の発光デバイスが実現されていたが、400nm以下の紫外発光デバイスには低転位化および透明化が必要になってきた。そこで、MOCVD装置を用い光吸収の無く紫外光デバイス基板となりうる高品質AlGaN混晶の作成を行った。
まず、AlGaN成長におけるGaNバッファ層へのPの添加の効果を調べた。GaN成長においてはGaNPをバッファ層に用いる事により横方向成長領域が広がりGaN結晶中の転位密度は1×10^9個/cm^2から5×10^8個/cm^2に減少することができた。GaNPバッファ層をAlGaN成長に適応したところAl組成の増加に伴って横方向成長領域が減少してしまい10%を超える領域ではGaNバッファを使用したサンプルと結晶性に差がないものとなった。転位密度もAl組成が増えるにつれ増大しており原子間力顕微鏡で転位密度を測定したところ、Al組成17%のAlGaNにおいて4×10^<10>個/cm^2になっていた。高Al組成領域でも横方向成長の促進をはかり転位密度の低減をするためにサファイア基板の凹凸加工を行った。基板に凹凸を加える事により横方向成長領域ができることにより転位密度は1×10^<10>個/cm^2に減少した。さらなる低転位化のために成長初期状態において低温中間層を設けた。低温中間層を設ける事により表面にピットが形成されピット表面の転位を中心部に収束させることにより、転位密度は2×10^9個/cm^2にまで減少した。この低温中間層をAlGaN成長中に2回挿入することにより更に結晶性は向上しAl組成17%のAlGaNにおいて転位密度が4×10^8個/cm^2の高品質AlGaN結晶を得ることができた。今後、高効率紫外光デバイスの基板としての期待が持たれる。
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