超高感度紫外線検出器の試作研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09450133
• 研究機関: 名城大学
• 研究代表者: 赤さき 勇 名城大学, 理工学部, 教授 (20144115)
• 研究分担者: 天野 浩 名城大学, 理工学部, 講師 (60202694)
• キーワード: pn接合 / GaN / メサ / 高抵抗 / 漏れ電流 / 紫外線検出器

研究概要

本研究では、III族窒化物半導体を用い、バンドギャップの大きい材料を受光側にし窓効果を利用して高効率化する。更にフォトトランジスタ構造にして、アバランシェ増幅が起る高電界下で動作させる事により、実用的超高感度紫外線検出器の実現を目指す。
本年度は、(1)超高感度化のための高純度GaNの作製、及び(2)高電界印加のための漏れ電流の評価を目的とした。まず(1)の高純度GaNの作製に関しては、OMVPE法を用いて、特に成長中の原料ガスの供給比を変化させ、V族原料であるアンモニア供給量を増加させる事により、従来と比較して極めて低残留ドナー濃度GaN結晶の作製が可能である事を見出し、故意に不純物を添加しない成長で、室温での正孔濃度が10^<11>〜10^<13>cm^<-3>程度のp型GaNを得る事に成功した。(2)の漏れ電流の評価に関しては、pn接合を持つGaNホモ接合ダイオード構造を成長の後、大きさの異なる様々なメサを作製し、逆方向漏れ電流を評価した。その結果、漏れ電流の起源が、殆どメサ界面を流れる表面電流である事を見出し、更に-1V印加時で漏れ電流1pA以下という極めて漏れ電流の少ないpn接合ダイオードの作製に成功した。

研究成果

• [文献書誌] 天野浩、 竹内哲也、 山口栄雄、 Christian Wetzel、 赤〓 勇: "サファイア上GaNの成長過程と結晶学的特性およびGaN上AlGaN、GaInNの結晶学的特性" 電子情報通信学会論文誌. C-II. 65-71 (1998)
• [文献書誌] H.Katoh, T.Takeuchi, C.Anbe, R.Mizumoto, S.Yamaguchi, C.Wetzel, H.Amano, I.Akasaki, ^*Y.Yamaoka, ^*W.Kaneko and ^*N.Yamada: "GaN based laser diode with focused ion beam etched mirror" Japanese Journal of Applied Physics(to be published). (1998)
• [文献書誌] Motoaki IWAYA, Tetsuya TAKEUCHI, Shigeo YAMAGUCHI, Cristian WETZEL, Hiroshi AMANO and Isamu AKASAKI: "Reduction of Etch Pit Density in Organometallic Vapor Phase Epitaxy-Grown GaN on Sapphire by Insertion of a Low-Temperature-Deposited Buffer Layer between High-Temperature-Grown GaN" Japanese Journal of Applied Physics(to be published). (1998)
• [文献書誌] 酒井浩光、 竹内哲也、 天野浩、 赤〓勇: "GaNの誘導放出機構と混晶効果" レーザー研究. 25. 510-513 (1997)