m軸およびa軸オフ角C面サファイア基板上のAlN結晶成長の特徴と高出力AIGaN深紫外LEDの作製

摘要

We investigated the characteristics of AIN crystal growth depending on m- and a-axis oriented off-angle of c-sapphire substrate by the metal-organic chemical vapor phase deposition (MOCVD). We found that a macrostep geometry is generated on m-axis oriented samples but macrostep disappears on a-axis oriented one. It has already been reported that small off-angle such as under-1~° makes macrostep to disappear for a-axis oriented sample. However, it has not been investigated so much for macrostep on m-axis oriented sample. Finally we achieved high-efficiency AIGaN quantum well (QW) deep-ultraviolet (DUV) light-emitting diodes (LEDs) on AIN templates grown on both a- and m-axis oriented. The peak wavelengths were 270 and 277 nm, respectively. The maximum external quantum efficiencies (EQEs) of the LEDs were 3.8 and 3.2 %, respectively.%m軸およびa軸オフ角0.15~°のc面（0001）サファイア基板上の、MOCVDによるAIN結晶成長の特徴を比較調査した。m軸オフ角サファイア基板上のAIN表面にはマクロステップが生成し、a軸オフ角はマクロステップができないことが分かった。オフ角が小さければa軸オフ角ではマクロステップができないことはすでに知られているが、m軸オフ角のマクロステップについてはあまりよく知られていない。また、このように作製したAlNテンプレート上にMOCVD法を用いて、高効率AlGaN深紫外LEDを作製した。ピーク波長は、a軸オフが270nmとm軸オフが277nmであった。また、最高EqEはそれぞれ3.8％と3.2％であった。