深紫外領域AlGaN系結晶のフォトルミネッセンス評価

摘要

波長200nm台の深紫外発光用AIGaN系結晶を高効率化するため，MOCVD成長温度880℃と920℃，Inフローの有無という2つの観点から，4量子井戸試料のフォトルミネッセンス（PL）評価を行った．PLスペクトル，積分PL強度の温度依存性，励起強度依存性の測定から，成長温度880℃でInフロー有りの試料が比較的高効率であることがわかった．励起強度を増すと非発光再結合準位が飽和し，内部量子効率は増加する傾向となる．レート方程式を用いた近似的な扱いにより非発光再結合定数Aを求めたところ，4桁以上のキャリア密度の変化に対してAは数倍程度の範囲内に収まる結果となり，この扱いが比較的有効であることが示された．内部量子効率の改善には，結晶成長条件の最適化，およびInの微量添加効果の利用が有望と考えられる．%In order to improve the quality of AlGaN-based crystals for deep-UV light emission, we studied photoluminescence (PL) of four MOCVD-grown AlGaN quantum wells from standpoints of growth temperature and In incorporation. A growth at 880℃ with In flow was shown to be best among them based on the comparative measurements on PL spectra, temperature and excitation density dependence. With increasing excitation density, a saturation of nonradiative recombination centers takes place and increases internal quantum efficiency. A simplified rate-equation analysis yielded weak carrier density dependence of nonradiative recombination constant for each sample. Detailed optimization of growth condition with a minute In incorporation is promising for improving the internal quantum efficiency.