窒化物半導体ステップフリーヘテロ構造の研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360013
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所
• 研究代表者: 赤坂 哲也 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 主任研究員 (90393735)
• 研究分担者: 後藤 秀樹 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 主幹研究員 (10393795) ; 小林 康之 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 主幹研究員 (90393727) ; 嘉数 誠 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 主幹研究員 (50393731)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: エピタキシャル成長 / 半導体物性 / 量子井戸

研究概要

我々の独自技術である窒化物半導体のステップフリー面[1分子層のステップも存在しないデバイスサイズ(16 ミクロン以上)の大きさの完全平滑面]の形成技術を用いて、理想的なヘテロ界面を有するステップフリーInN 量子井戸を作製した。ステップフリーInN 量子井戸は、厚さが1 分子層であり、紫色の極めて鋭い(スペクトルの幅が狭い)発光を示した。今後、量子井戸の厚さを制御することにより緑色や赤色の高効率発光が理論的に期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Nucleus and Spiral Growth of N-face GaN (000-1) Obtained by Selective-Area Metalorganic Vapor Phase Epitaxy (2013)
  • 著者名/発表者名: C. H. Lin、T. Akasaka、H. Yamamoto
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: Vol. 6 ページ: 035503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extremely Narrow Violet Photoluminescence Line from Ultrathin InN Single Quantum Well on Step-Free GaN Surface、Advanced. (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka、H. Gotoh、Y. Kobayashi、H. Yamamoto
  • 雑誌名: Materials 巻: Vol. 24 ページ: 4296-4300
  • 査読あり
• [雑誌論文] 表面過飽和度制御によるGaN ステップフリー面の形成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤坂哲也、小林康之赤坂哲也、小林康之、嘉数誠
  • 雑誌名: 日本結晶成長学会論文誌 巻: Vol. 38 ページ: 221-226
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleus and spiral growth mechanisms of GaN studied by using selective-area metalorganic vapor phase epitaxy (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka、Y. Kobayashi、M. Kasu
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: Vol. 3 ページ: 075602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supersaturation in nucleus and spiral growth of GaN in metal organic vapor phase epitaxy (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka、Y. Kobayashi、M. Kasu
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: Vol. 97 ページ: 141902
  • 査読あり
• [学会発表] 螺旋成長したN 極性GaN (000-1)のらせん転位近傍のTEM 観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林家弘、赤坂哲也、山本秀樹
  • 学会等名: 春季 第60回 応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 厚木(27p-G21-16)
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] InGaN 下地層による(000-1)InGaN 多層量子井戸発光効率の改善 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林家弘、赤坂哲也、山本秀樹
  • 学会等名: 春季 第60回 応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 厚木(27p-G21-17)
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] Study of nucleus and spiral growth mechanisms of GaN using selective-area MOVPE on GaN bulk substrate (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka、Y. Kobayashi、C.-H. Lin、H. Yamamoto
  • 学会等名: Intensive Discussion on Growth of Nitride Semiconductors
  • 発表場所: 仙台(招待講演)
  • 年月日: 2012-10-23
• [学会発表] Extremely narrow violet photoluminescence line from ultrathin InN single quantum well on step-free GaN surface (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka、H. Gotoh、Y. Kobayashi、H. Yamamoto
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors 2012 (IWN2012)
  • 発表場所: 札幌(招待講演)
  • 年月日: 2012-10-17
• [学会発表] Nucleus and Spiral Growth of N-face GaN (000-1) Obtained by Selective-Area Metalorganic Vapor Phase Epitaxy (2012)
  • 著者名/発表者名: C. H. Lin、T. Akasaka、H. Yamamoto
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors 2012 (IWN2012)
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] Formation of a Step-Free Ultrathin InN Layer on a Step-Free GaN Surface (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka、A. Berry、Y. Kobayashi、H. Yamamoto
  • 学会等名: 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2012)
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] Step-free 界面を有するInN/GaN 単一量子井戸からの紫色狭線発光 (2012)
  • 著者名/発表者名: 赤坂哲也、後藤秀樹、小林康之、山本秀樹
  • 学会等名: 秋季第73回 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 松山(13a-H9-9)
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] Nucleus and Spiral Growth of N-face GaN (000-1) Obtained by Selective-Area Metalorganic Vapor Phase Epitaxy (2012)
  • 著者名/発表者名: 林家弘、赤坂哲也、山本秀樹
  • 学会等名: 秋季 第73回 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 松山(12p-H9-5)
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] Surface Supersaturation in Nucleus and Spiral Growth of GaN in MOVPE (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka、Y. Kobayashi、M. Kasu
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2011)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] MOVPE 選択成長によるGaN ステップフリー面上へのInN核生成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤坂哲也、小林康之
  • 学会等名: 2011 年秋季 第72回 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形(31p-ZE-15)
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] Formation of step-free GaN surface at low temperature of 770 oC by controlling surface supersaturation (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka、Y. Kobayashi、M. Kasu
  • 学会等名: 9th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-9)
  • 発表場所: グラスゴー(英国)
  • 年月日: 2011-07-15
• [学会発表] 表面過飽和度制御によるGaN ステップフリー面の形成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤坂哲也、小林康之、嘉数誠
  • 学会等名: 第3回 窒化物半導体結晶成長講演会
  • 発表場所: 福岡(招待講演IN3)
  • 年月日: 2011-06-18
• [学会発表] GaN のMOVPE成長における表面過飽和度に及ぼすキャリアガスの影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤坂哲也、小林康之、嘉数誠
  • 学会等名: 春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 厚木(26a-BY-5)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 窒化ガリウムのステップフリー面の作製と成長機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 赤坂哲也、小林康之、嘉数誠
  • 学会等名: 真空・表面科学合同講演会
  • 発表場所: 大阪(4Ca-06)
  • 年月日: 2010-11-04
• [学会発表] Nucleus and spiral growth of GaN studied by selective-area metalorganic vapor phase epitaxy (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka、Y. Kobayashi、M. Kasu
  • 学会等名: 2010 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2010)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] MOVPE におけるGaN スパイラルおよび核成長速度の基板温度依存性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 赤坂哲也、小林康之、嘉数誠
  • 学会等名: 秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎(15p-C-6)
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] Step-free GaN hexagons grown by selective-area metalorganic vapor phase epitaxy (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka、Y. Kobayashi、M. Kasu
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Growth of III-nitrides (ISGN-3)
  • 発表場所: モンペリエ(フランス)(招待講演)
  • 年月日: 2010-07-06
• [備考] NTT 物性科学基礎研究所研究成果
  • URL: http://www.brl.ntt.co.jp/J/result.html