| 研究課題/領域番号 |
19K05297
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
定 昌史 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (20400020)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 半極性 / 窒化物半導体 |
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| 研究実績の概要 |
前年度から引き続き、半極性面のAlNテンプレート高品質化、ならびに発光ダイオードの作製に取り組んだ。
(10-13)面AlNテンプレートに関して膜厚依存性を調べたところ、膜厚増加に伴い結晶性が改善し、1 um以上では飽和傾向が見られた。膜厚1 umのXRD半値全幅は380 arcsecであり、従来の(0001)面に近い値が得られた。いっぽうで表面粗さは膜厚とともに増大する傾向を示した。原子間力顕微鏡を用いた評価により、初期AlN膜で形成されたナノボイドがAlN成長でも埋め込まれずサイズアップしたことが表面平坦性の劣化につながっていることが明らかとなった。初期AlN膜の形成温度を下げることでナノボイド密度は減少するが、それに伴い(10-13)面だけでなく(11-22)面も形成されること、全体の結晶性が劣化することが課題である。これとは別に、初期AlN膜の高温処理条件を制御することで、均一性の非常に高いAlNナノ構造が形成されることを見出した。ナノ構造は幅10 nm、長さ500 nmの1次元ロッド形態を取り、光デバイスだけでなく、輸送デバイスなどにも応用の可能性を秘めている。
(11-22)面LEDでは不純物酸素の取り込みによりp層形成が難しいのが課題である。これに対し、成長温度を変化することで酸素取り込み量の低減を目指したが、現在までの温度範囲では取り込み量はほぼ一定となっている。他の成長パラメータ－（ガス流量、成長圧力等）に対する依存性を調べ、高い正孔濃度を示すp層形成の条件を明らかにしたい。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
現在はLED効率向上のために、基板となるAlNテンプレートに戻って結晶性改善を行っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
AlNテンプレート結晶性向上や残留不純物濃度低減などのLEDを構成する要素技術についてブラッシュアップを行い、半極性面AlGaN LEDの効率改善を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍の影響で学会参加等を取りやめたため、当初予定していた旅費等を次年度に繰り越した。次年度使用額は論文投稿料などの成果発表に積極的に使用してく予定である。
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