透明酸化物半導体をベースとする紫外発光ダイオードの試作

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05F05143
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 細野 秀雄 東京工業大学, フロンティア創造共同研究センター, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): WANG Cheng-Xin 東京工業大学, フロンティア創造共同研究センター, 外国人特別研究員
• Keywords: 透明酸化物半導体 / ウイスカー / ナノワイヤー

Research Abstract

1.P型でかつ室温で励起子が安定で、それに由来する青色発光が観測されるLaCuOSeとN型アモルファス透明酸化物半導体(ATOS)の組み合わせにより、室温でPN接合を形成するアプローチ。
本年度は、ATOSの候補として、In203-Ga203-Ga203系を取り上げ、アモルファス形成域の決定、キャリアの濃度、移動度と成膜条件の関係を明らかにした。酸素分圧の制御によって、キャリア濃度を1014から1020cm-3まで広範に変化させることができることがわかった。移動度は1〜20cm2(Vs)-1なので、発光層であるLaCuOSeの特性にマッチするような特性を有するN型ATOSが選択できる見通しがついた。
2.透明酸化物半導体のウイスカーを用いた紫外発光素子。
Ga_2O_3やZnOなどのTOSは、気相法によってウイスカーの成長が可能である。ウイスカーは単結晶なので、良好な発光特性を示す可能性が高い。また端面を利用することで、微小キャビティを構成することが可能である。そこで、Ga_2O_3のウイスカーの育成条件の検討をおこない、雰囲気、温度との関係を大まかに把握することができた。
3.Siナノワイヤーの成長速度の面方位依存性の検討
2の研究を遂行する過程で、Siナノワイヤーの成長速度が面方位によって著しく異なるという報告は発表された。この結果は従来のモデルでは説明不可能である。そこで、これを説明する速度論的モデルを考案した。