新規紫外光発光材料ガドリニウム添加窒化アルミニウムの作製

新型紫外发光材料掺钆氮化铝的制备

• 批准号: 17656110
• 负责人: 鈴木 彰
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656110/
• 关键词: 窒化アルミニウム; ガドリニウム; 希土類; スパッタ法; 紫外発光; ワイドギャップ半導体; 内殻遷移; 結晶薄膜

1.薄膜試料:反応性直流スパッタ法で作製した、Gdを添加したAlN薄膜の結晶性評価、発光特性評価を行った。Gdを添加したAlを夕一ゲットとし、Arと窒素の混合ガス中で、基板温度を室温〜400℃程度の範囲で、60〜90分の製膜で作製した300〜600nm程度の膜厚の試料を用いた。作製基板として、Si(lll)ウェハと、Si(lll)基板上にMBE法でAlN薄膜を100〜200nm程度形成したウェハを用いた。2.結晶品質評価:走査型電顕で表面観察を行った結果、いずれの試料も表面平坦な膜であったが、AlN膜付きSi(lll)基板上ではAlNの表面形態を反映していた。X線回折で評価した結果、Si(lll)基板上では基板温度が高いほどAlNの回折強度が強くなり、配向膜が形成されていることを確認した。AlN膜付き基板上では、MBEで作製した下地のAlN膜の回折信号が強く出たが、いずれの基板上とも本作製法で、配向したAlN薄膜を得られることがわかった。3.発光特性評価:室温カソードルミネセンスで発光を調べた。いずれの試料も波長315nm付近に半値幅の狭い紫外発光が得られた。基板温度が高いほど発光強度が強い傾向が見られた。Si(lll)基板上とAlN膜付き基板上で、大きな発光強度差はなく、基板構造による影響が少ないことがわかった。発光スペクトルは、いずれも、312nmと317nmの二つの鋭いピークからなり、それぞれ、Gd原子のわずかに離れた2個の励起エネルギー準位からの発光と考えられた。4.技術調査:窒化物半導体国際ワークショップ(平成18年10月)で関連技術調査を行った。5.特許出願:薄膜作製方法について特許出願を行った(平成18年10月)。6.成果発表:研究成果を、応用物理学会講演会(平成19年3月)で発表した。

1.薄膜样品：评估通过反应DC溅射制备的掺Gd的AlN薄膜的结晶度和发光特性。使用掺杂有Gd的Al作为靶，在Ar和氮气的混合气体中，在室温至约400℃的范围内的衬底温度下，制作厚度为约300至600nm的膜，时间为60至90分钟。使用了一个样品。作为制造基板，我们使用Si(IIII)晶片和通过MBE法在Si(III)基板上形成约100至200nm的AlN薄膜的晶片。 2.晶体质量评价：使用扫描电子显微镜进行表面观察，所有样品均具有平坦表面，但反映了覆盖AlN膜的Si(III)基板的表面形态。作为X射线衍射评估的结果，证实了衬底温度越高，Si(III)衬底上的AlN的衍射强度越强，证实形成了取向膜。在有AlN薄膜的衬底上，MBE法制备的底层AlN薄膜的衍射信号很强，但发现采用这种制备方法在任何衬底上都可以获得取向的AlN薄膜。 3.发光特性的评价：通过室温阴极发光来研究发光。所有样品均发射波长约为 315 nm 的窄半宽度紫外光。观察到基板温度越高，发光强度越强的倾向。 Si(III)衬底和AlN薄膜覆盖衬底之间的发射强度没有大的差异，表明衬底结构的影响很小。发射光谱均由 312 nm 和 317 nm 处的两个尖峰组成，这被认为是来自 Gd 原子的两个稍微分离的激发能级的发射。 4.技术研究：相关技术研究在氮化物半导体国际研讨会上进行（2006年10月）。 5.专利申请：薄膜制造方法申请专利（2006年10月）。 6.结果发表：研究结果在日本应用物理学会讲座上发表（2007年3月）。

项目成果

スパッタ法で作製したGd添加AIN膜の紫外発光特性

溅射法制备Gd掺杂AlN薄膜的紫外发射特性

• 发表时间: 2007
• 期刊: 第54回応用物理学関係連合講演会講演予稿集 No. 1
• 作者: 廣村友紀;小坂賢一;宮原 学;荒木 努;名西〓之;江村修一;鈴木 彰
• 通讯作者: 鈴木 彰

窒化物材料製造方法

氮化物材料的制造方法

• 发表时间: 2006