イオン注入法により希土類元素を添加した窒化物半導体三端子型発光デバイスの開発

Development of 3-terminal photo-device of nitride semiconductor implanted rare-earth elements by ion-implantation

岡田 浩*; 竹本 和正*; 下條 貴史*; 秦 貴幸*; 古川 雄三*; 若原 昭浩*; 佐藤 真一郎; 大島 武

Okada, Hiroshi*; Takemoto, Kazumasa*; Shimojo, Takashi*; Hata, Takayuki*; Furukawa, Yuzo*; Wakahara, Akihiro*; Sato, Shinichiro; Oshima, Takeshi

発光素子とトランジスタを一体にした新しい窒化物半導体三端子型発光デバイスを開発し、その特性を評価した。デバイスの作製には-AlO(0001)基板上に有機金属気相成長法(MOVPE)によってエピタキシャル成長したAlGaN/GaNのHEMT構造を用いた。まず、イオン注入のマスク層としてSiO層を堆積し、フォトリソグラフィーにより注入領域の窓開けを行った後に、Euを200keV, 510cmでイオン注入した。イオン注入後はNHとN混合ガス雰囲気中で1050C, 60分間のアニールを行った。その結果、作製したデバイスは、室温においてゲートバイアスによるドレイン電流制御性を含む良好なFET動作を示した。チャネルにイオン注入を行ったデバイスでは、イオン注入を行わなかったデバイスに比べるとチャネル抵抗の増大が見られ、またドレイン電極端で赤色の発光が観測された。これらの結果は衝突励起によりEuからの発光が得られたことを示しており、このような従来デバイスと異なる発光機構を持つデバイスは、放射線性損傷に強い宇宙用発光素子として期待できる。

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