| 研究課題/領域番号 |
19360148
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
鈴木 彰 立命館大学, 総合理工学研究機構, 教授 (10111931)
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| 研究分担者 |
荒木 努 立命館大学, 理工学部, 准教授 (20312126)
江村 修一 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (90127192)
園田 早紀 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 講師 (30397690)
田中 悟 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80281640)
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| キーワード | ワイドギャップ半導体 / 窒化アルミニウム / ガドリニウム / 希土類 / MBE成長法 / スパッタ製膜法 / 紫外発光 / 内殻遷移 |
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| 研究概要 |
1. 薄膜作製:スパッタ装置でArと窒素1:1混合ガス中でSi(111)基板上にAlN膜を作製した。Al金属、またはGdを0.5あるいは5.0重量%含んだAl金属をターゲットとした。出力は200Wで基板温度は300℃とした。約500nm/hrで0.5〜2時間の製膜を行った。MBE装置による薄膜作製はフラックスモニタの導入で高品質膜作製を目指すとともに、新たに分担者に加えたAlN高品質MBE膜作製に実績のある研究者のもとで集中した成長実験を行うため装置移設を行い、来年度の成長実験への準備を終えた。
2. 薄膜構造・光物性測定:X線回折測定でGdを添加しない膜からAlN(0002)ピークが観測されたが、長時間成長膜からはAlN(10-10)ピークも観測され、C軸配向しているが多結晶であると考えられる。Gd添加のAlN膜も同様だったが、Gd添加により回折ピーク強度が減少し結晶性が低下した。X線光電子分光測定で、いずれの膜も5〜15%程度の酸素が混入していることがわかった。チャンバー内の残留酸素が取り込まれたと考えられる。加速電圧10kVのカソードルミネセンス測定で、一部の膜からGd3価イオンの内殻準位間遷移による波長約315nmの半値幅の狭い紫外発光ピークが得られた。Gd濃度が多いほど強度が強く、膜厚が薄いほど強い傾向があった。製膜後、窒素中で600、750、900℃で熱アニールを行った。Si基板上の膜以外にMOCVD成長GaNテンプレート上の膜も比較した。Si上の膜がアニール効果が無かったのに対し、GaN上の膜は、アニール温度増加とともに2〜3倍の発光強度増大が見られた。
3. 紫外光発光デバイス試作:今年度はデバイス試作までには至らず、次年度に行う。
4. 成果発表:秋季応用物理学会と電気関係学会関西支部連合大会で成果発表した。
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