| 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 |
18069005
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
山本 あき勇 福井大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90210517)
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| 研究分担者 |
橋本 明弘 福井大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10251985)
福井 一俊 福井大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80156752)
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| キーワード | InAlN / InGaN / MOVPE / hetero-structure / NH3 cracking / Pt catalyst |
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| 研究概要 |
InAlNタンデム太陽電池への応用をねらいとして、MOVPE法によるInAlN/InGaNヘテロ構造の作製について検討した。最初に、InGaNについてIn組成約0.7までの混晶膜に対して単結晶成長を実現した。続いて、Cp_2Mgを用いたMgドーピングの検討を行い、In組成約0.4までのInGaN膜に対してp型化を実現した。これらの結果を受けてIn_<0.57>Al_<0.43>N/In_<0.4>Ga_<0.6>Nヘテロ構造の形成を検討した。その結果、In_<0.4>Ga_<0.6>N上にIn_<0.57>Al_<0.43>Nを形成した場合にはほぼ予想どおりの構造が形成されているのに対し、逆にIn_<0.57>Al_<0.43>N上にIn_<0.4>Ga_<0.6>Nを形成した場合には、In_<0.4>Ga_<0.6>N成長中にIn_<0.57>Al_<0.43>Nが熱劣化することがわかった。
NH_3をN源とする窒化物半導体のMOVPE成長においてはNH_3分解率の低さが問題となっている。特に、この問題は成長温度の低いInN成長において深刻である。そこで、白金族金属をNH_3分解触媒として用いることによる成長膜の高品質化、成長温度の低減、NH_3原料の利用効率向上などをねらいとして、NH_3分解触媒援用MOVPE成長法を初めて提案し、その効果を検討した。まず、InN成長への適用を検討した結果、成長温度約550℃のInN膜において、電子移動度1350cm^2/Vs、XRC(0002)半値幅600arcsecを実現し、その効果を確認したた。さらに、GaN成長、InAlN成長においても、結晶品質の向上、成長温度の低減の効果が認められ、本手法が有効であることがわかった。
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