研究課題
ワイドギャップ半導体における高効率正孔注入に向け、今年度得られた成果を以下に記す。光吸収を抑制できるGaNトンネル接合を検討した。従来GaNの場合には、数Vの電圧印加が必要であったが、成長条件を最適化することで、GaNであっても低抵抗化できることを見出した。次に、AlGaNトンネル接合について検討した。AlGaN/GaN/AlGaNを試みた結果、3次元成長により良好な界面が形成できないことが判明したが、GaNを約10%程度のAlGaNにすることで良好な界面が形成できることが判明した。組成傾斜AlGaN層を形成すると、理論的には正孔が蓄積するはずであるが、実験的には電子が蓄積されていた。この層の格子緩和を逆格子マッピングで評価すると、AlNモル分率が30％までは格子緩和せず、それ以下になると緩和し、GaNでは完全緩和することが見出された。この緩和状況を踏まえて再度理論検討すると、緩和していない基板側の層では、高濃度正孔が蓄積するが、表面側の緩和層内に生じる分極の符号が反転し、正孔ではなく電子が蓄積することが示唆された。その結論により、緩和層にMgを添加し、p型に反転させると、奥に存在する高濃度正孔まで測定可能になり、理論通りの高正孔濃度を初めて実証した。この高正孔濃度層を利用して深紫外LEDを試作した結果、電流注入による活性層からの発光増大を観測した。この結果は、組成傾斜層により正孔が蓄積し、その正孔の縦伝導により活性層への正孔注入が実現したことを示す。一方で、320nm付近の発光も観測されることから、活性層からの電子のオーバーフローが懸念される。さらなる最適化によりこの発光を抑制する必要がある。
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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