| 研究課題/領域番号 |
21K04903
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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 | 三重大学 |
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研究代表者 |
窪谷 茂幸 三重大学, 地域創生戦略企画室, 特任准教授(研究担当) (70583615)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (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)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 深紫外発光素子 / 窒化物半導体 / BN / AlGaN |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、六方晶窒化ホウ素（h-BN）をAlGaN深紫外LEDに導入するために、はじめに高温熱処理したh-BNテンプレートを作製し、その上に一般的なLEDの積層順序を反転した構造を成長する。この方法で、全ての層に最適な温度での結晶作製を可能にし、高い結晶品質を有する高発光効率AlGaN深紫外LEDの作製を目指す。また、二次元層状物質であるh-BN上のAlGaN成長についても明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、二次元層状物質である六方晶窒化ホウ素(h-BN)を導入した反転積層窒化物深紫外発光素子の作製を目指して、2021年度は、「BNテンプレートの作製」、「AlGaN深紫外発光層の結晶成長」、「BN層を用いた剥離」について研究開発を行った。
BNテンプレートの作製については、「スパッタ法」でBNを成膜した後に高温熱処理を行い作製する方法と、「有機金属気相成長法(MOVPE法)」を用いてBNを成長した後に高温熱処理を行い作製する方法の2種類の方法で検討を行った。スパッタ法を用いた方法では、焼結体BNターゲットを用いて窒素とアルゴンの混合雰囲気においてBNの成膜を行った。下地層には、サファイア基板、および、サファイア基板上にスパッタ法でAlNを成膜し高温熱処理を行って作製したAlN/サファイア基板を用いた。窒素雰囲気において高温熱処理を行い、高結晶品質BNテンプレートを作製した。また、BNにMgを添加する方法についても検討を行った。MOVPE法を用いた方法では、トリエチルボロンとアンモニアを交互供給しBNの成長を試みた。成長温度、交互供給条件などの成長条件の検討を行い、サファイア基板上およびAlN/サファイア基板上にBN薄膜の成長を行った。また、MOVPE法で成長したBN薄膜についても高温熱処理を行い、高結晶品質化を試みた。
AlGaN深紫外発光層の結晶成長については、AlN/サファイア基板上に、MOVPE法を用いてUV-C帯域に発光波長を有するAlGaN/AlGaN多重量子井戸構造を結晶成長し、構造・発光特性評価を行った。
BN層を用いた剥離については、AlN/サファイア基板を用いて作製した様々な膜厚のBNテンプレート上に、スパッタ法でAlNを成膜してAlN/BN/AlN構造を作製し、剥離特性の基礎検討を行った。
2022年4月の研究代表者の所属の変更に伴い中途終了した。
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