Improving the efficiency of UVC-LEDs using AlGaN-based nitride semiconductors and metallic delafossite-type oxide electrodes

• Project/Area Number: 25K01297
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: 井村 将隆 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 電子・光機能材料研究センター, 主幹研究員 (80465971)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原田 尚之 国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, 独立研究者 (90609942)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2028: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2027: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2026: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2025: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
• Keywords: AlGaN / 金属性デラフォサイト型酸化物 / ダイヤモンド / UVC-LED / 窒化物半導体

Outline of Research at the Start

AlGaN系紫外発光ダイオード(UVC-LED: 210nm<λ<280nm)の高出力化に向けた研究が加速している。UVC-LEDの実用化には、同材料に最適な結晶成長法の選定と結晶品質・発光・正孔注入・光取出し・放熱特性の向上が不可欠である。本研究では、MOVPE法による高品質AlGaN結晶の実現、量子井戸構造最適化と不純物添加点欠陥制御による発光効率の向上、金属性デラフォサイト型酸化物を用いた正孔注入と光取出し効率の改善、ダイヤモンド被覆による放熱特性の向上を行う。これらの技術革新により、高出力UV-LEDの実用化を目指す。