無極性高効率/高出力の緑色LEDに関する研究

非极性高效率/高输出绿色LED的研究

基本信息

批准号：
12J11129
负责人：
孫志壽
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J11129/
关键词：
SiO2マスク a-plane ELOG

项目摘要

本研究の目的は、高品質の無偏光a-plane GaNを用いて高効率の緑色LEDを製作することです。前述した目的を達成するために、無偏光a-plane GaNの欠陥密度を低減するために、EPISS (epitaxy on patterned insulator on sapphire substrate)技術とnano-scaleのSiO2マスクを活用した技術を研究しました。この技術は、高品質のLEDを製作するためによく使用されるELOG (epitaxial lateral overgrowth)技術を補完するものです。一般的なELOG技術は、LED構造を成長する中間に機器を停止させた後、siO2マスクを試料表面に作製した後、再び成長を開始する複雑な過程で経時間と自ストの浪費を招いています。しかし、本研究でのSiO2マスク製作技術は、LED成長前の基板に直接製作をした後、成長条件を最適化してELOG技術と同じ高品質のa-plane GaNを成長しました。また、一般的なELOGに適用されるmicro-scaleだけでなく、nano-scaleのマスクも一緒に研究を進めて、より迅速に薄膜に欠陥がないa-plane GaNを成長する研究を進めています。様々な形、サイズのマスクを製作して研究を進めた結果、最適化されたマスクの形状とサイズで成長されたa-plane GaNの品質が2倍以上向上して光学特性も向上し、表面の粗さが大幅に向上することを確認しました。また、GaとNの成長速度の差で発生するa-plane GaNの異方性特性がSiO2マスクの最適化により解決しましたことを確認しました。Nano-scaleのマスク研究を介して高速薄膜成長に既存のELOGより薄膜の膜厚制御が容易で、薄膜に発生することができるGaNの割れ現象を調節することができました。本研究で達成された高品質のa-plane GaNは最終目的である無偏光の高効率のLEDを作製するための基盤を確保しました。

这项研究的目的是使用高质量的，非极化的A-Plane GAN制造高效的绿色LED。为了实现上述目标，我们研究了使用纳米尺度SiO2掩模的蓝宝石底物的外观（蓝宝石底物上的外观绝缘体）技术和技术，以降低未熟化的A-Plane GAN中的缺陷密度。这项技术补充了经常用于生产高质量LED的ELOG（外侧侧向过度生长）技术。通用的ELOG技术导致浪费时间和在复杂的过程中自动停滞，例如在生长LED结构的中间停止设备，在样品表面上制造SIO2面膜，然后再次开始生长。但是，这项研究中的SIO2掩模制造技术是在LED生长之前直接在基板上制造的，然后优化了生长条件，以生长与ELOG技术相同的高质量的A平面GAN。我们还在研究适用于通用ELOG的微型尺度，而且还在纳米尺度面具上，并且正在进行研究以更快地生长A-Plane GAN，而没有薄膜中的缺陷。由于对各种形状和尺寸的面具的研究，我们已经确认，在优化的掩模形状和大小中生长的A平面gan的质量已得到改进的两倍以上，光学特性得到了改善，并且表面粗糙度得到了极大的提高。我们还证实，通过优化SIO2蒙版，解决了由于GA和N的生长速率差异而发生的A平面GAN的各向异性特性。通过纳米级的面膜研究，控制薄膜的厚度比现有的Elog更容易生长薄膜，并且可以调整薄膜中可能发生的GAN的开裂现象。在这项研究中实现的高质量A平面GAN确保了制造最终目标，即高效率LED的基础，这些目标是不偏离的。