| 研究課題/領域番号 |
09650388
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子デバイス・機器工学
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| 研究機関 | 上智大学 |
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研究代表者 |
岸野 克巳 上智大学, 理工学部, 教授 (90134824)
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| 研究分担者 |
野村 一郎 上智大学, 理工学部, 助手 (00266074)
菊池 昭彦 上智大学, 理工学部, 助手 (90266073)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1998年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1997年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
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| キーワード | ガリウムナイトライド / アムミニウムナイトライド / 共振型受光素子 / 分子線エピタキシー / シャッター制御法 / 紫外線受光素子 / 窒素物半導体 / 多層膜反射鏡 / アルミニウムナイトライド / 窒化物半導体 / 分子線エピタキシ- |
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| 研究概要 |
RFラジカル窒素を原料とする分子線エピタキシー(RF-MBE)法による共振型紫外線受光素子の開発を目的とし、AIGaN系共振型紫外線受光素子の理論解析による基礎特性の把握、及びRF-MBE法による高品質窒素物半導体結晶成長技術を確立した。
1.窒素物共振型紫外線受光素子の理論解析を行って基本特性を把握した。反射鏡の反射率、吸収層厚及び、波長選択性と量子効率関係を解析し、波長360nmにおけるデバイス設計例を示した。また、応答速度はRc時定数で律速されることを明らかにした。
2.Caと窒素を交互に供給することによりCa原子の表面拡散を促進するMEE法で成長したGaNをバッファ層とすることにより、サファイア基板上に極性制御せずに成長したGaNとしては最高レベルの移動度である372cm^2/Vsを得た。
3.CaとMgを連続照射中に活性窒素を断続的に供給するシャッター制御法を用いてp型GaNを成長したところ、750℃という比較的高い成長温度でもMgが取り込まれ、成長後の熱処理なしでp型キャリア濃度2x10^<17>cm^<-3>、低効率3.8Ωcmという良好な特性を得た。
4.結晶表面への活性窒素供給量を増加することにより、2.6μm/hrというMBE法では世界的にも例を見ない高速度でGaNの成長を行った。高速度で成長したGaNの品質は成長速度の遅い場合に比べて遜色なく、MBE法による厚膜光デバイスの作製の可能性素広げる結果が得られた。
5.サファイア基板上に極性制御されたGaNを成長する技術を開発した。更に、高温成長AIN中間層が貫通転位を低減することを見出した。厚さ8nmのAIN中間層は電気特性を改善し、2nmのAIN中間層は表面モホロジーを改善するという異なる改善効果を持つことはをじめてを始めて確認した。厚さの異なるAIN中間層を組み合わせることでGa極性GaN極性では原子ステップ構造を有する平坦な表面が得られた。窒素極性GaNではAIN多重中間層により転位の屈曲が生じるため転位密度が大きく低減し、MBE法で成長したGaN結晶として最高レベルの移動度(668cm^2/Vs)を実現した。
6.GaN極性に制御したAIGaN系半導体多層膜反射鏡を試作し、GaN/AIN-DBRでは444nm(青色)において95%、GaN/Al_<0.14>Ga_<0.86>N-DBRでは377nm(紫外)において92%という高反射率を得た。
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