| 研究課題/領域番号 |
19K05297
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分30010:結晶工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
定 昌史 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (20400020)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | AlGaN / 半極性面 / PL / EL / 深紫外 / 半極性 / 窒化物半導体 / エピタキシャル成長 / AlN / 双晶 / 発光ダイオード / MOCVD / LED |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、高温成長とアニール処理を併用することで結晶性・平坦性に優れた半極性AlN仮想基板を作製し、低転位化による分極低減効果の発現と深紫外LEDの高効率化を目指す。具体的には(10-10)面サファイア上の(11-22)Al(Ga)Nにおいて、①高温成長とアニール処理を組み合わせて低転位AlN仮想基板を作製する。②この低転位仮想基板上にAlGaN量子井戸構造を作製し、(11-22)面における非発光再結合中心の特定、制御ならびに分極低減効果の検証を行う。③さらに、これらの結果を踏まえ半極性深紫外LEDの作製と高効率化をはかる。
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| 研究成果の概要 |
多段階高温成長法と外部アニール処理を組みあわせることで(11-22)AlN仮想基板の低転位化を行い、欠陥密度を2桁減少することに成功した。高品質AlN仮想基板上に(11-22)AlGaN量子井戸を作製し、室温で明瞭なUVC発光を得た。さらにUVBでの電流注入発光も達成した。(10-13)面の高品質化にも成功し、室温におけるUVB領域での量子井戸発光を光励起、電流注入の両方において実現した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
深紫外光は殺菌をはじめとした幅広い用途を持つため、小型で堅牢、波長可変といった特性を持つLEDを用いた深紫外光源が実現できれば社会の様々な場面で役に立つことが期待される。深紫外LEDの高性能化アプローチの1つとして、半極性面を用いた結晶成長が注目されているが、従来は結晶性が低く満足な特性は得られていなかった。本研究では成長方法を工夫することにより結晶の高品質化を実現し、深紫外波長域において半極性面デバイスで初の室温動作を達成した。本結果は今後の半極性面デバイス実用化へ大きく前進したものといえる。
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