紫外線半導体レーザの開発基礎研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07650402
• 研究種目: 一般研究(C)
• 研究機関: 工学院大学
• 研究代表者: 川西 英雄 工学院大学, 工学部, 教授 (70016658)
• 研究分担者: 吉江 治 工学院大学, 工学部, 助教授 (50090577) ; 中沢 叡一郎 工学院大学, 工学部, 教授 (60227767)
• キーワード: 窒化物半導体 / 半導体レーザ / 混晶半導体

研究概要

1.<6H-SiC基板の前処理法とエピタキシャル成長層の品質評価>
六方晶系半導体であるSiC基板に、ウルツ型半導体であるGaN、AIN及びこの混晶半導体(AlGa)Nを、エピタキシャル成長するために必要な、基板の前処理法として、メカノ・ケミカル研磨法を用い、その最適条件と、研磨特性を明らかにした。その成果として、SIC基板上にバッファ層を挿入することなく、直接的に光学特性に優れたGaNを成長できることを、PL法による評価によって初めて確認した。この時のPL発光の評価では、365nm近傍での強いバンド端発光を達成するとともに、室温におけるPL発光半値幅は、47meV(ただし、100Kの低温では27meV)と極めて高品質なエピタキシャル成長層であり、SiC基板が窒化物半導体のエピタキシャル成長に適することを示した。更に、PL発光強度とPL半値幅の面内分布を調べ、空間的に均一なGaNの成長を達成した。
尚、バッファ層を挿入しないで、直接GaNがSiC基板に成長できることは、結晶の劈開面を半導体レーザの光反射に利用するためには重要である。
2<エピタキシャル成長>
窒化物半導体に、ボロンを含む混晶半導体を提案し、その基本定数、すなわち、(0001)面6H-SiCとの格子整合条件、その条件での実現可能なバンドギャップを近似計算から求めた。一方、ボロンを含む混晶半導体の実現可能性を明らかにするために、現有減圧勇輝金属気相エピタキシャル成長法によって、成長を試み、SiC基板上へのBN、(BAl)Nの成長が確認された。

研究成果

• [文献書誌] Y. Kuga, T. Shirai, M. Haruyama, H. Kawanishi, and Y. Suematsu: "Violet and vear〜UV light emission from GaN/AlGaN injection deode grown on (0001)6H-SiC substrate by low-pressure Metal-Organic vapor phase epitaxy" Japanese Journal of Applied Physics. 34. 4085-4086 (1995)
• [文献書誌] Y. Kuga, T. Shirai, M. Haruyama, H. Kawanishi, and Y. Suematsu: "Voilet light emission from GaN/AlGaN injection diode grown on (0001)6H-SiC substrate by low pressure MO-VPE" Proceeding of International Conferencenon Silicon Carbide and Related Materials-1995(発行予定).
• [文献書誌] M. Haruyama, T. Shirai. H. Kawanishi, and Y. Suematsu: "(BAlGa)N quaternary system lattice matched to (0001)6H-SiC substrate" Proceedings of the International Symposium on Blue Laser and Light Emitting Diode. 106-109 (1996)