AlGaN基の深紫外（Deep ultraviolet，DUV）発光ダイオード（LED）は、殺菌、水質浄化、光療法、硬化、センサー、および非視距通信などの用途に使用でき、生物、環境、産業、医療、軍事などの分野で広範な応用が期待されています。現状のDUV LEDの外部量子効率が低い問題に対し、本論文では超薄型垂直構造のDUV LED方式を提案します。本方式はサファイア‐シリコンウエハボンディングおよび物理的薄膜薄化工程に基づき、高品質なDUV LEDエピタキシャル層をサファイア基板から高熱伝導性シリコン基板へ転移させ、転移後アミ粒子厚の超薄エピタキシャル層を用いて垂直構造のAlGaN DUV LEDを作製しました。デバイスの発光面は薄化工程後、特別な化学処理を必要とせずナノレベルの粗化を実現でき、超薄エピタキシャル層構造と相まって顕著なミスマッチマイクロキャビティ効果を有し、高次導波モードを破壊してTM波の出射を増やし、デバイスの出力効率を向上させます。試験の結果、転移したエピタキシャル層の厚さは約710nmであり、作製したDUV LEDの発光スペクトルのピーク波長は約271nmでした。本垂直構造のDUV LED作製方式は、高効率なDUV光源の実現に向けた有効な手法を提供します。

深紫外発光ダイオード;エピタキシャル層転移;ウエハ接合;薄膜薄化技術