高反射率のAlGaN基ナノ多孔質分布型ブラッグ反射鏡（Distributed Bragg reflector、DBR）は、紫外線領域の共振器発光ダイオード（RCLED）および垂直共振器面発光レーザー（VCSEL）の高品質共振器を構築する理想的な候補です。本研究では、金属有機化学気相成長法を用いてc面サファイア基板上に20.5周期のn/n⁺-Al₀.₆Ga₀.₄N層積層構造を作製し、n⁺-Al₀.₆Ga₀.₄N層のSiドーピング戦略と電気化学エッチングバイアスがナノ多孔質DBRの形態および反射スペクトルに与える影響を系統的に検討しました。従来の固定ドーピング法と比較して、Si濃度勾配型の段階的増加ドーピング設計は各層のn⁺-Al₀.₆Ga₀.₄Nの電気化学エッチング速度の差異を緩和し、ナノチャネルの孔径と多孔率の均一性を著しく改善することで、ナノ多孔質DBRの反射率を向上させます。電気化学エッチングバイアスを33 Vに最適化したところ、Al₀.₆Ga₀.₄N基ナノ多孔質DBRは目的波長310 nmにおいて93.7％の反射率を達成し、阻止帯域幅は36 nmでした。多重量子井戸の光励起発光強度は110％向上しました。これらの結果は紫外領域の電気注入型RCLEDおよびVCSELデバイスの実現に重要な参考となります。

AlGaN基DBR; 電気化学エッチング; 勾配ドーピング; 多孔率; 反射スペクトル; 阻止帯域幅