AlInN系3元混晶の成長とInN/AlInN MQWs構造の作製評価

摘要

InNを中心とした窒化物半導体は光通信波長帯での新しい光デバイス材料として期待される。我々は、InNを井戸層とした多重量子井戸(MQWs)構造を作製する際に、InNとの格子不整合度をInGaN系3元混晶と比べ小さくでき、かつ大きなバンドオフセットを期待できるAlInN系3元混晶をバリア層として用いることを検討した。 はじめに、AlInN系3元混晶のエピタキシやその特性を把握するため、全組成範囲でのAlInNの成長を行い、その結晶性や光学特性を評価した。成長温度はAlInNの組成および組成不均一性、結晶性に大きく影響することが分かった。 また、AlInNのボーイングパラメータは約4.78eVであることが見積もられた。 さらに、Al組成30％程度のAlInNバリア層を用いてInN/AlInN MQWs構造を作製した。 x線回折測定により3次までのサテライトピークを、低温フォトルミネセンス測定において0.68から0.99eVまでのInN井戸層からの発光ピークを観察した。 これらの結果はAlInN系3元混晶とこれらを用いたMQWs構造がInN系窒化物半導体の光通信波長域の光デバイス材料として有望であることを示している。