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J-GLOBAL ID：201702236686089437   整理番号：17A0728205

斜めに研磨された試料を用いたInGaN/GaN多重量子井戸構造体のSEM観測および解析

SEM observation and analysis of InGaN/GaN multiple quantum well structure using obliquely polished sample

著者 (2件)： TANAKA Shigeyasu (Chubu Univ., Aichi, JPN) ,  KARUMI Takahiro (Nagoya Univ., Nagoya, JPN)
資料名： Microscopy  (Microscopy)
巻： 66  号： 2  ページ： 131-135  発行年： 2017年04月 
JST資料番号： W1384A  ISSN： 2050-5698  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： GaNベースの発光ダイオード(LED)において,量子井戸(QW)はたいてい活性領域において使用され,その井戸は圧電場を発生する歪み状態のもとにある。これら圧電場は,電子-正孔ペアを分離し,ルミネセンス効率の減少を導く。従って,LEDの発光効率を向上させるには,ポテンシャル分布の理解が重要である。そこで,著者らは,走査型電子顕微鏡法(SEM)の画像コントラストを用いて,InGaN井戸における圧電場を評価した。横方向分解能を向上するために,斜めに研磨された試料に対してSEM観測を行った。また,この研磨により,表面近くの井戸層における歪みがある程度緩和するかもしれず,観測領域の歪みは,デバイス構造で使われる井戸のものよりも低下するかもしれない。そこで,考えられる緩和の影響を明らかにするため,著者らは,応力-歪み解析を行い,圧電場を算出し,実験的に得られた圧電場と比較した。著者らは,実験の結果,p-n接合にわたるコントラスト変化から,圧電場を導出した。圧電場の方向は理論的予測と矛盾がなかったが,その強度は小さかった。また,応力-歪み計算は表面に沿った歪み軽減が著しくはないことを示した。それゆえ,得られた場の強度の低さに対する要因が歪み軽減ではないことを示した。著者らは,考えられる原因として,定常状態条件での井戸におけるキャリア分布を指摘した。また,表面に沿ったポテンシャルプロファイルが,表面側から研磨された試料と基板側から研磨された試料とで異なり,それをSEMコントラストプロファイルによって確認した。

シソーラス用語： *インジウム化合物 ,  ガリウム化合物 ,  *窒化物 ,  *窒化ガリウム ,  *多重量子井戸 ,  *走査電子顕微鏡 ,  *発光ダイオード ,  *応力歪特性 ,  効果 ,  圧電効果 ,  窒化インジウムガリウム ,  応力-歪 ,  *特性
準シソーラス用語： InGaN ,  SEM【顕微鏡】 ,  応力-歪関係

分類 (3件)： 13-15族化合物を含む半導体-半導体接合  (BM03082Y) ,  顕微鏡法  (BK01040E) ,  圧電気,焦電気,エレクトレット  (BM05040M)

引用文献 (13件)：

• Sealy C P, Castell M R, and Wilshaw P R (2000) Mechanism for secondary electron dopant contrast in SEM. J. Electron Microsc. 49: 311-321.
• Kaestner B, Schonjahn C, and Humphreys C J (2004) Mapping the potential within a nanoscale undoped GaAs region using a scanning electron microscope. Appl. Phys. Lett. 84: 2109-2111.
• Karumi T, Tanaka S, and Tanji T (2014) Observation of the potential distribution in GaN-based devices by a scanning electron microscope. Microscopy 63: i22-i23.
• Perovic D D, Castell M R, Howie A, Lavoie C, Tiedje T, and Cole J S W (1995) Field-emission SEM imaging of compositional and doping layer semiconductor superlattices. Ultramicroscopy 58: 104-113.
• EI-Gomati M, Zaggout F, Jayacody H, Tear S, and Wilson K (2005) Why is it possible to detect doped regions of semiconductors in low voltage SEM: a review and update. Surf. Interface Anal. 37: 901-911.

タイトルに関連する用語 (9件)： 研磨 ,  試料 ,  InGaN ,  GaN ,  多重量子井戸 ,  構造体 ,  SEM ,  観測 ,  解析