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発光ダイオードおよび半導体レーザーとそれらの製造方法 新技術説明会

シーズコード S090001397
掲載日 2010年3月5日
研究者
  • 細野 秀雄
  • 太田 裕道
  • 折田 政寛
  • 河村 賢一
  • 猿倉 信彦
  • 平野 正浩
技術名称 発光ダイオードおよび半導体レーザーとそれらの製造方法 新技術説明会
技術概要 ZnOは酸素欠陥によりn型になりやすく、p-n接合作製が困難な材料であるため、紫外線発光ダイオードは実現されていない。これに対し、透明基板上に積層した発光特性を示すn型ZnO層上に、SrCu、CuAlO、又はCuCaOからなるp型半導体のうちの一つを積層してp-n接合を形成することにより紫外線発光を実現した。透明基板は、単結晶基板、特に、原子状に平坦化したイットリア部分安定化ジルコニア(YSZ)(111)基板がよい。透明基板上に、基板温度200~1200℃で結晶性の良いn型ZnOを成膜して発光層とする。さらにその上に、SrCu、CuAlO、または、CuGaOからなるp型半導体層を成膜して正孔注入層とする。基板を加熱することなくn型ZnOを成膜し、ZnO膜表面に紫外光を照射して結晶化を進めることもできる。このようにしてZnOのp-n接合を作製することにより、ZnO層から紫外光を発する発光ダイオードを実現できた。
研究分野
  • 発光素子
  • 半導体レーザ
  • 薄膜成長技術・装置
展開可能なシーズ ZnOはバンドギャップが3.38eVと大きく、紫外発光ダイオードの実現が期待されるが、ZnOのp-n接合作製が困難なため実現していない。そこで、n型ZnO層上に、SrCu、CuAlO、又はCuCaO膜を積層してZnOのp-n接合を作製し、ZnO層から紫外光を発する発光ダイオードを実現する。さらに、その発光ダイオードを作製する製造方法を提供する。
結晶性の良好なZnO層上にSrCu、CuAlO、CuGaOを積層して形成したp-n接合を持ち、室温で波長380nmの紫外光を発光する小型の紫外発光ダイオードを実現した。これにより、記録密度の高い光記録メディア、紫外光を発する可視蛍光体用励起光源、薄板型の光源を用いた照明やディスプレイ、水素発生用光触媒への励起光源などが実現可能になる。
用途利用分野 紫外発光ダイオード、紫外半導体レーザー、紫外励起用光源
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立研究開発法人科学技術振興機構, HOYA株式会社, . 細野 秀雄, 太田 裕道, 折田 政寛, 河村 賢一, 猿倉 信彦, 平野 正浩, . 発光ダイオードおよび半導体レーザーとそれらの製造方法. 特開2001-210864. 2001-08-03
  • H01L  33/00     
  • H01L  21/363    
  • H01S   5/327    

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