| 研究領域 | 窒化物光半導体のフロンティア-材料潜在能力の極限発現- |
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| 研究課題/領域番号 |
21016001
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| 研究種目 |
特定領域研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
橋詰 保 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 教授 (80149898)
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| 研究分担者 |
佐藤 威友 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 准教授 (50343009)
古賀 裕明 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 助教 (80519413)
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| 研究期間 (年度) |
2009 – 2010
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| 研究課題ステータス |
完了 (2010年度)
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| 配分額 *注記 |
7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
2010年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2009年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
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| キーワード | AlGaN / 有機金属気相成長 / DLTS / 深い準位 / 表面準位 / フェルミ準位安定化エネルギー / 電気化学酸化 / AlInN / 表面フェルミ準位 / バンド不連続量 |
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| 研究概要 |
AlGaNおよびAlInGaNのバルク欠陥準位と表面・端面における表面電子準位を系統的に評価し、その理解を基盤として、短波長光学素子の高効率化・動作安定化のための電子準位制御法を構築することを目的として研究を展開した。本年度の主な成果を以下にまとめる。
1)減圧有機金属気相法により成長したn-AlGaN(膜厚:1μm、Al組成:25、37、60%)の深い準位を評価し、伝導帯下端より1eV以上のエネルギーを持つ電子準位を検出した。支配的準位エネルギーのAl組成依存性は、フェルミ準位安定化エネルギーの計算値に良く追従することを明らかにし、逆位置欠陥と空孔欠陥ペアの複合型欠陥が深い準位の成因である可能性を指摘した。
2)原子層堆積により形成したAl_2O_3/AlGaN/GaN構造に、詳細な計算解析とバンドギャップ以下のエネルギーを持つ光支援測定法を適用し、その容量-電圧特性を評価した。その結果、Al_2O_3/AlGaN界面には1x10^<12>cm^<-2>eV^<-1>以上の密度を持つ電子準位が存在することを初めて明らかにした。
3)AlGaN表面に電気化学酸化法を適用し、平坦で均一性の高い母体酸化膜を形成することができた。形成した酸化膜の組成は母体AlGaNの組成とほぼ同等であることが分かり、この手法によりAlGaNの表面準位密度を低減できることを明らかにした。また、プロセスによりダメージを受けたGaN表面の欠陥層除去にも適用可能であることがわかった。
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