2007 Fiscal Year Annual Research Report
再現性に優れるGaInNAs結晶技術の確立および長波長半導体レーザへの適用
| Project Area | Optoelectronics Frontier by Nitride Semiconductor -Ultimate Utilization of Nitride Semiconductor Material Potential- |
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| Project/Area Number |
18069008
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
近藤 正彦 Osaka University, 大学院・工学研究科, 教授 (90403170)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤原 康文 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10181421)
森 伸也 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70239614)
百瀬 英毅 大阪大学, 低温センター, 助教 (80260636)
石川 史太朗 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60456994)
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| Keywords | GaInNAS / 半導体レーザ / AlAS / 活性窒素 / 分子線エピタキシー / 結晶性 / フオトルミネッセンス |
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| Research Abstract |
GaInNAsは、長波長半導体レーザのブレークスルー材料として1995年に研究代表者により提案・創造された新半導体材料である。それ以降、この新材料の結晶性の向上に関する研究が世界的規模で展開されて来た。その結果、窒素を含まないGaInAsと同等の結晶性を有するGaInNAsが作製可能になった。しかし、GaInNAsの結晶成長は技術的に非常に難しく、最適な成長温度の範囲が非常に狭く再現性に難がある。
本研究の目的は、結晶成長装置から取り出すことなくGaInNAs活性層の発光特性を定量的に評価する手法を開発することである。半導体レーザへ向けた再現性に優れるGaInNAs結晶技術を確立することにより、素子の歩留まりが向上し安定な量産技術が実現され、ひいては低コスト化が達成される。
本年度は、昨年度に開発した分子線ビームエピタキシー(MBE:Molecular Beam Epitaxy)装置に組み付け可能なフォトルミネッセンス(PL:photoluminescence)評価装置を用いて、GaInNAs結晶の高品質化に取り組んだ。
具体的には、GaInNAs MBE成長中の意図しないAlの混入現象とその結晶性への影響について詳しく調べた。混入するAlの濃度はN_2ガス流量のみに依存し、RF電力には影響されなかった。A1の混入に対応したC, 0 などMBEチャンバー中の不純物の混入も観測された。それらの複雑な相互作用が、結晶の品質劣化やドーピングコントロールを困難にさせる事が考えられる。
来年度は、それら混入の起因やそのメカニズムについて詳しく検討し、得られた知見をもとに、長波長領域で強い発光強度を持つ高品質結晶成長条件を確立し、産業利用可能なGaInNAs長波長半導体レーザの実現を目指す。
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