| 研究概要 |
AlGaN窒化物混晶に希土類元素(RE:Eu^<3+>, Tb^<3+>,及びEr^<3+>)をパーセントオーダー導入したIII-N-RE混晶を用いた発光層を内包したウエハを形成し,一連のプロセスによりSi集積回路と発光デバイスを一括構築する事を目的として,発光層の高品質化とSi/III-N-RE/Siウエハ構造の実現を目指して研究を行った。本年度は,主にイオン注入を用いた発光デバイス構造作製に関して,発光特性の評価とデバイス一括形成プロセスを念頭に置いたSi上へのAlGaN成長層を内蔵したSi/III-N/Si構造の形成について検討を進めた。以下のような成果を得た。
1.Al_xGa_<1-x>N層にイオン注入法を用いてEuおよびTb原子を導入し,時分解発光特性の評価を行い,母結晶からのエネルギー移送過程のモデルを構築した。
2.Euをイオン注入したAlGaN導波路構造を作製し,光増幅率を測定した。この結果より,高い光学利得が得られることが判明した。
3.Eu添加AlGaNを用いてEL素子を試作し,室温にて赤色発光を確認した。
4.GaN/SiウエハにSiウエハの表面を合わせて加圧・加熱する事でSi/GaN/Si構造を実現した。
以上の結果より,Si/III-N-RE/Si構造実現に目処を得た。この結果を踏まえて,デバイス構造の設計を開始すると共に,イオン注入により形成したAlGaN:RE活性層上へのAlGaNクラッド層の再成長に関する検討を進めている。
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