ワットクラス超高出力紫外レーザダイオードの実現

2010 年度 研究成果報告書

• 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-
• 研究課題/領域番号: 18069011
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 天野 浩 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60202694)
• 研究分担者: 上山 智 名城大学, 理工学部, 教授 (10340291) ; 岩谷 素顕 名城大学, 理工学部, 准教授 (40367735)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2010
• キーワード: AlN / AlGaN / MOVPE / UV・DUV / LED・LD

研究概要

市販の装置と比較して、より高温での成長が可能な有機金属化合物気相成長装置を設計・購入して実験を遂行した。高温成長を基本として、溝加工したテンプレートを用いることにより、従来と比較して結晶品質が格段に優れ、また残留不純物濃度の少ないAlN及びAlGaNの成長が可能になった。紫外から深紫外のほぼ全領域において、貫通転位密度の異なる多重量子井戸構造を作製し、その内部量子効率が発光波長に因らず貫通転位密度のみで決まることを初めて示した。UVAレーザダイオード(LD)を作製して、内部量子効率及び注入効率を評価する手法を確立し、また波長255nmから350nmにいたるまで、LEDの外部量子効率5%以上を達成した。更に低貫通転位密度紫外・深紫外LED・LD実現のために昇華法によるバルクAlN成長に取り組み、成長速度0.6mm/hという高速成長に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Freestanding Highly Crystalline Single Crystal AlN Substrates Grown by a Novel Closed Sublimation Method (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Yamakawa, K.Murata, M.Iwaya, T.Takeuchi, S.Kamiyama, I.Akasaki, H.Amano, M.Azuma
  • 雑誌名: Applied Physics Express 4 ページ: #045503
  • 査読あり
• [雑誌論文] AlN and AlGaN by MOVPE for UV light emitting devices (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Amano, M.Imura, M.Iwaya, S.Kamiyama, I.Akasaki
  • 雑誌名: Mater.Sci.Forum 590 ページ: 175-210
  • 査読あり
• [学会発表] Atomic Layer Epitaxy of AlN and AlGaN and Raised Pressure MOVPE for the Growth of High In-content GaInN (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Amano, M.Yamaguchi, Y.Honda, M.Iwaya, S.Kamiyama, I.Akasaki
  • 学会等名: The 16th International Conference on Crystal Growth(ICCG-16) 招待講演
  • 発表場所: Beijing, China.
  • 年月日: 20100808-20100813
• [学会発表] Growth and conductivity control of high quality AlGaN and its application to high performance ultraviolet laser diodes (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Amano, S.A.Inada, K.Nagamatsu, K.Takeda, T.Asai, K.Nagata, K.Nonaka, T.Mori, H.Tsuzuki, M.Iwaya, S.Kamiyama, I.Akasaki
  • 学会等名: SIMC-XV 招待講演
  • 発表場所: Vilnius, Lithuania.
  • 年月日: 2009-06-16
• [図書] Metalorganic vapor phase epitaxial growth of nonpolar Al(Ga, In)N films on lattice-mismatched substrates Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.KGaA(Editor : T.Paskova) (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Amano, T.Kawashima, D.Iida, M.Imura, M.Iwaya, S.Kamiyama, I.Akasaki
  • 総ページ数: 108-118
  • 出版者: Nitrides with Nonpolar Surfaces
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://kenpro.mynu.jp:8001/Profiles/0065/0006561/profile.html
• [産業財産権] 自立基板の製造方法、AlN自立基板及びIII族窒化物半導体デバイス (2011)
  • 発明者名: 天野浩、岩谷素顕
  • 権利者名: 名城大学
  • 産業財産権番号: 通常,特願2011-60889
  • 出願年月日: 2011-03-18
• [産業財産権] 窒化アルミニウム単結晶多角柱状体及びその製造方法 (2007)
  • 発明者名: 天野浩、金近幸博、東正信
  • 権利者名: (株)トクヤマ
  • 産業財産権番号: 通常,特願2007-303311
  • 出願年月日: 2007-11-22
• [産業財産権] 板状の窒化アルミニウム単結晶の製造方法 (2007)
  • 発明者名: 天野浩、金近幸博、東正信
  • 権利者名: (株)トクヤマ
  • 産業財産権番号: 通常,特願2007-303312
  • 出願年月日: 2007-11-22
• [産業財産権] 窒化化合物半導体基板及び半導体デバイス (2006)
  • 発明者名: 天野浩、吉田冶正、高木康文、桑原正和
  • 権利者名: 浜松ホトニクス(株)
  • 産業財産権番号: 通常,特願2006-32950
  • 出願年月日: 2006-02-09