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2010 Fiscal Year Annual Research Report

パルス励起堆積法による窒化インジウム系半導体の低温成長

Planned Research

Project AreaOptoelectronics Frontier by Nitride Semiconductor -Ultimate Utilization of Nitride Semiconductor Material Potential-
Project/Area Number 18069003
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

藤岡 洋  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50282570)

Keywords窒化インジウム / パルス励起堆積法 / 低温成長 / 赤外発光素子 / 高速電子素子
Research Abstract

本研究の目的は、パルス堆積法と呼ばれる新しいInN系窒化物半導体の低温成長技術を開発することによって極めて高品質なInNやその混晶(InAlN、InGaN)を成長し、pn制御や急峻なヘテロ接合を実現することである。平成22年度では、平成21年度までに開発したパルス励起堆積法による低温成長技術を用いてInN系窒化物半導体の極性制御技術や半極性面成長技術の確立、偏光特性の解明を行った。さらに、これまでに開発した技術を統合して素子作製を行い、パルス励起堆積低温成長技術の有用性を確かめた。具体的には、InN薄膜の極性制御法の確立、半極性面InAlN薄膜の成長、InGaN偏光特性の歪依存性の解明、pn接合形成による発光ダイオードの作製を行った。
格子不整が小さいYSZ基板上にc面InN薄膜成長を行ったところ、基板表面のアニール処理条件に依ってYSZ基板表面の状態が変化し、InN薄膜の極性を制御できることが明らかになった。また、半極性面ZnO基板上InAlN薄膜成長を行ったところ、室温成長を行うことによってInAlN/ZnOの界面反応を抑制でき、高品質な半極性面InAlN薄膜の成長が可能になることを見出した。さらに、これまでに開発した技術を統合してパルス励起堆積法によるInGaN系発光ダイオードの作製を行ったところ、可視光全域をカバーする電流注入発光が明瞭に観測され、本提案のパルス励起堆積法がInN系窒化物半導体薄膜成長技術として極めて有望であることが示された。

  • Research Products

    (48 results)

All 2011 2010

All Journal Article (15 results) (of which Peer Reviewed: 15 results) Presentation (33 results)

  • [Journal Article] Characteristics of AlN Films Grown on Thermally-Nitrided Sapphire Substrates2011

    • Author(s)
      K.Ueno, J.Ohta, H.Fujioka, H.Fukuyama
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 4 Pages: 015501-1-015501-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coherent growth of r-plane GaN films on ZnO substrates at room temperature2011

    • Author(s)
      A.Kobayashi, K.Ueno, J.Ohta, H.Fujioka
    • Journal Title

      Physica Status Solidi A

      Pages: 1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of densely packed array of GaN nanostructures on nano-imprinted substrates.2011

    • Author(s)
      F.Shih, A.Kobayashi, S.inoue, J.Ohta, H.Fujioka
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth

      Volume: 319 Pages: 102-105

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation on the conversion efficiency of InGaN solar cells fabricated on GaN and ZnO substrates2010

    • Author(s)
      S.Inoue, M.Katoh, A.Kobayashi, J.Ohta, H.Fujioka
    • Journal Title

      Physica Status Solidi RRL

      Volume: 4 Pages: 88-90

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvement in the crystalline quality of semipolar AlN (1_102) films using ZnO substrates with self-organized nanostripes2010

    • Author(s)
      K.Ueno, A.Kobayashi, J.Ohta, H.Fujioka
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 3 Pages: 041002-1-041002-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural properties of semipolar AlxGa1-xN (1_103) films grown on ZnO substrates using room temperature epitaxial buffer layers2010

    • Author(s)
      K.Ueno, A.Kobayashi, J.Ohta, H.Fujioka
    • Journal Title

      Physica Status Solidi A

      Volume: 207 Pages: 2149-2152

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characteristics of thick m-plane InGaN films grown on ZnO substrates using room temperature epitaxial buffer layers2010

    • Author(s)
      K.Shimomoto, A.Kobayashi, K.Ueno, J.Ohta, M.Oshima, H.Fujioka
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 3 Pages: 061001-1-061001-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optical polarization characteristics of m-plane InGaN films coherently grown on ZnO substrates2010

    • Author(s)
      A.Kobayashi, K.Shimomoto, J.Ohta, H.Fujioka, M.Oshima
    • Journal Title

      Physica Status Solidi (RRL)

      Volume: 4 Pages: 188-190

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural and optical properties of nonpolar AlN (11_20) films grown on ZnO (11_20) substrates with a room-temperature GaN buffer layer2010

    • Author(s)
      K.Ueno, A.Kobayashi, J.Ohta, H.Fujioka
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 49 Pages: 060213-1-060213-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural characteristics of semipolar InN (11 21) films grown on yttria stabilized zirconia substrates2010

    • Author(s)
      T.Fujii, A.Kobayashi, J.Ohta, M.Oshima, H.Fujioka
    • Journal Title

      Physica Status Solidi A

      Volume: 207 Pages: 2269-2271

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Room-temperature epitaxial growth of high quality m-plane InAlN films on nearly lattice-matched ZnO substrates2010

    • Author(s)
      T.Kajima, A.Kobayashi, K.Ueno, K.Shimomoto, T.Fujii, J.Ohta, H.Fujioka, M.Oshima
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 49 Pages: 070202-1-070202-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characteristics of m-plane InN films grown on ZnO substrates at room temperature by pulsed laser deposition2010

    • Author(s)
      K.Shimomoto, A.Kobayashi, K.Mitamura, K.Ueno, J.Ohta, M.Oshima, H.Fujioka
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 49 Pages: 080202-1-080202-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Growth orientation control of semipolar InN films using yttria-stabilized zirconia substrates2010

    • Author(s)
      T.Fujii, K.Shimomoto, J.Ohta, M.Oshima, H.Fujioka
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 49 Pages: 080204-1-080204-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Band Offsets of Polar and Nonpolar GaN/ZnO Heterostructures Determined by Synchrotron Radiation Photoemission Spectroscopy2010

    • Author(s)
      J.W.Liu, A.Kobayashi, S.Toyoda, H.Kamada, A.Kikuchi, J.Ohta, H.Fujioka.
    • Journal Title

      Physica Status Solidi B

      Pages: 1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvements in optical properties of semipolar r-plane GaN films grown using atomically flat ZnO substrates and room temperature epitaxial buffer layers2010

    • Author(s)
      A.Kobayashi, S.Kawano, K.Ueno, J.Ohta, H.Fujioka
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 49 Pages: 100202-1-100202-3

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] PSD法により成長したGaN薄膜の電気特性2011

    • Author(s)
      丹所昂平, 井上茂, 太田実雄, 藤岡洋
    • Organizer
      春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      (予稿集DVD(震災のため学会が中止となった。既に予稿集DVDが発行済みであったため、学会事務局の判断で発表の扱いとなった。))
    • Year and Date
      2011-03-27
  • [Presentation] ZnO基板上への全組成域m面InAlN薄膜のエピタキシャル成長2011

    • Author(s)
      梶間智文, 上野耕平, 小林篤, 太田実雄, 藤岡洋, 尾嶋正治
    • Organizer
      春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      (予稿集DVD(震災のため学会が中止となった。既に予稿集DVDが発行済みであったため、学会事務局の判断で発表の扱いとなった。))
    • Year and Date
      2011-03-27
  • [Presentation] 無極性面・半極性面ZnO基板上InGaNの偏光スイッチング2011

    • Author(s)
      玉木啓晶, 小林篤, 太田実雄, 尾嶋正治, 藤岡洋
    • Organizer
      春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      (予稿集DVD(震災のため学会が中止となった。既に予稿集DVDが発行済みであったため、学会事務局の判断で発表の扱いとなった。))
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] Al2O3/InN界面の電子状態評価2011

    • Author(s)
      大久保佳奈, 小林篤, 太田実雄, 藤岡洋, 尾嶋正治
    • Organizer
      春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      (予稿集DVD(震災のため学会が中止となった。既に予稿集DVDが発行済みであったため、学会事務局の判断で発表の扱いとなった。))
    • Year and Date
      2011-03-25
  • [Presentation] 原子散乱表面分光法による半極性面AlN/ZnOの極性判定2011

    • Author(s)
      小林篤, 上野耕平, 太田実雄, 藤岡洋, 尾嶋正治, 中西繁光, 東堤秀明
    • Organizer
      春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      (予稿集DVD(震災のため学会が中止となった。既に予稿集DVDが発行済みであったため、学会事務局の判断で発表の扱いとなった。))
    • Year and Date
      2011-03-25
  • [Presentation] 窒化サファイア基板上に成長したAlN薄膜の微細構造観察2011

    • Author(s)
      上野耕平, 太田実雄, 藤岡洋, 福山博之
    • Organizer
      春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      (予稿集DVD(震災のため学会が中止となった。既に予稿集DVDが発行済みであったため、学会事務局の判断で発表の扱いとなった。))
    • Year and Date
      2011-03-25
  • [Presentation] マイカ基板を用いたIII族窒化物LEDの作製2011

    • Author(s)
      野村周平, 田村和也, 太田実雄, 井上茂, 藤岡洋
    • Organizer
      春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      (予稿集DVD(震災のため学会が中止となった。既に予稿集DVDが発行済みであったため、学会事務局の判断で発表の扱いとなった。))
    • Year and Date
      2011-03-24
  • [Presentation] グラファイトシート上GaN青色LEDの作製2011

    • Author(s)
      金子俊郎, 太田実雄, 井上茂, 藤岡洋
    • Organizer
      春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      (予稿集DVD(震災のため学会が中止となった。既に予稿集DVDが発行済みであったため、学会事務局の判断で発表の扱いとなった。))
    • Year and Date
      2011-03-24
  • [Presentation] ZnO基板上高In組成m面InGaN薄膜の偏光特性2010

    • Author(s)
      玉木啓晶、小林篤、太田実雄、尾嶋正治、藤岡洋
    • Organizer
      応用物理学会結晶工学分科会主催2010年・年末講演会「エレクトロニクスの将来ビジョン~発展史マップとアカデミックロードマップ~&若手ポスター発表会」
    • Place of Presentation
      学習院大学
    • Year and Date
      2010-12-17
  • [Presentation] ZnO基板上半極性面AlGaN/AlNヘテロ構造の作製と光学特性評価2010

    • Author(s)
      上野耕平、小林篤、太田実雄、藤岡洋
    • Organizer
      応用物理学会結晶工学分科会主催2010年・年末講演会「エレクトロニクスの将来ビジョン~発展史マップとアカデミックロードマップ~&若手ポスター発表会」
    • Place of Presentation
      学習院大学
    • Year and Date
      2010-12-17
  • [Presentation] Possibility of Large Area III-V Semiconductor Devices2010

    • Author(s)
      Hiroshi Fujioka
    • Organizer
      Collaborative Conference on Crystal Growth (3CG)
    • Place of Presentation
      Miami, Florida, US
    • Year and Date
      2010-11-29
  • [Presentation] Development of Future large area Group III nitride devices2010

    • Author(s)
      Hiroshi Fujioka
    • Organizer
      2010 International Symposium on Crystal Growth
    • Place of Presentation
      seoul, Korea
    • Year and Date
      2010-11-08
  • [Presentation] 窒化物半導体太陽電池の将来2010

    • Author(s)
      藤岡洋
    • Organizer
      GaN系プラネットコンシャスデバイス・材料の現状
    • Place of Presentation
      東北大学多元物質科学研究所
    • Year and Date
      2010-11-05
  • [Presentation] PSD法による高品質窒化物成長の検討2010

    • Author(s)
      藤岡洋
    • Organizer
      第3回窒化物半導体の高品質結晶成長とその素子応用
    • Place of Presentation
      東北大学金属材料研究所
    • Year and Date
      2010-10-25
  • [Presentation] サハラソーラーブリーダー計画2010

    • Author(s)
      藤岡洋
    • Organizer
      JST-SNTTワークショップ「開発途上国の持続可能な資源開発」
    • Place of Presentation
      JSTホール(東京)
    • Year and Date
      2010-10-06
  • [Presentation] FUTURE LARGE AREA NITRIDE DEVICES FABRICATED WITH LOW TEMPERATURE PXD PROCESS2010

    • Author(s)
      Hiroshi Fujioka
    • Organizer
      The International Workshop on Nitride semiconductors 2010 (IWN2010)
    • Place of Presentation
      Tampa Florida, USA
    • Year and Date
      2010-09-21
  • [Presentation] Rh(111)基板上への窒化物成長初期過程の解析2010

    • Author(s)
      岡野雄幸, 井上茂, 上野耕平, 小林篤, 太田実雄, 尾嶋正治, 藤岡洋
    • Organizer
      秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-16
  • [Presentation] 放射光光電子分光による極性面・無極性面GaN/ZnOヘテロ界面の解析2010

    • Author(s)
      劉江偉, 小林篤, 豊田智史, 菊池亮, 太田実雄, 藤岡洋, 組頭広志, 尾嶋正治
    • Organizer
      秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-16
  • [Presentation] ZnO基板上半極性面AlGaN薄膜の偏光特性評価2010

    • Author(s)
      上野耕平, 小林篤, 太田実雄, 藤岡洋
    • Organizer
      秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-15
  • [Presentation] ZnO基板上高In組成m面InGaN薄膜の構造特牲及び偏光特性2010

    • Author(s)
      玉木啓晶, 小林篤, 太田実雄, 尾嶋正治, 藤岡洋
    • Organizer
      秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-15
  • [Presentation] 高In濃度InGaNを用いた太陽電池の試作2010

    • Author(s)
      井上茂, 太田実雄, 加藤雅樹, 田村和也, 藤岡洋
    • Organizer
      秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-15
  • [Presentation] YSZ基板上に成長したInNの極性制御と成長モード2010

    • Author(s)
      小林篤, 大久保佳奈, 太田実雄, 藤岡洋, 尾嶋正治
    • Organizer
      秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-14
  • [Presentation] ZnO基板上への高In組成m面InAlN薄膜の成長2010

    • Author(s)
      梶間智文, 上野耕平, 小林篤, 太田実雄, 藤岡洋, 尾嶋正治
    • Organizer
      秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-14
  • [Presentation] 半極性面AlV/InNヘテロ構造の作製と評価2010

    • Author(s)
      小林篤, 藤井智明, 太田実雄, 藤岡洋, 尾嶋正治
    • Organizer
      第29回電子材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      ラフォーレ修善寺
    • Year and Date
      2010-07-14
  • [Presentation] ZnO基板から異方的歪みを受けたm面InGaN薄膜の偏光特性2010

    • Author(s)
      玉木啓晶, 小林篤, 太田実雄, 尾嶋正治, 藤岡洋
    • Organizer
      第29回電子材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      ラフォーレ修善寺
    • Year and Date
      2010-07-14
  • [Presentation] Improvement in crystalline quality of semipolar AlN (1-102) films by using ZnO substrates with self-organized nanostripes2010

    • Author(s)
      Kohei Ueno, Atsushi Kobayashi, Jitsuo Ohta, Hiroshi Fujioka
    • Organizer
      The 3rd International Symposium on Growth of III-Nitrides (ISGN-3)
    • Place of Presentation
      Montpellier, France
    • Year and Date
      2010-07-06
  • [Presentation] Growth Orientation Control of InN by Pulsed Excitation Deposition2010

    • Author(s)
      Hiroshi Fujioka, Tomoaki Fujii, Atsushi Kobayashi, Jitsuo Ohta, Masaharu Oshima
    • Organizer
      ELECTRONIC MATERIALS CONFERENCE
    • Place of Presentation
      South Bend, U.S.A
    • Year and Date
      2010-06-25
  • [Presentation] Feasibility study on Future large area nitride devices2010

    • Author(s)
      Hiroshi Fujioka
    • Organizer
      The European Workshop on Compound Semiconductor Devices and Integrated Circuits
    • Place of Presentation
      Darmstadt/Seeheim, Germany
    • Year and Date
      2010-05-17
  • [Presentation] パルススパッタ法による太陽電池用InGaN薄膜の作製2010

    • Author(s)
      加藤雅樹, 田村和也, 井上茂, 太田実雄, 藤岡洋
    • Organizer
      第2回窒化物半導体結晶成長講演会
    • Place of Presentation
      三重大学
    • Year and Date
      2010-05-15
  • [Presentation] BNTCA-BPTAポリマー焼結グラファイトシート上へのGaN薄膜成長2010

    • Author(s)
      金子俊郎, 太田実雄, 藤岡洋, 山下順也, 羽鳥浩章, 児玉昌也, 平崎哲郎, 植仁志
    • Organizer
      第2回窒化物半導体結晶成長講演会
    • Place of Presentation
      三重大学
    • Year and Date
      2010-05-15
  • [Presentation] ZnO基板から異方的歪みを受けたm面InGaN薄膜の偏光特性2010

    • Author(s)
      玉木啓晶, 小林篤, 太田実雄, 藤岡洋, 尾嶋正治
    • Organizer
      第2回窒化物半導体結晶成長講演会
    • Place of Presentation
      三重大学
    • Year and Date
      2010-05-15
  • [Presentation] ZnO基板上への無極性面・半極性面InAlN薄膜の成長2010

    • Author(s)
      梶間智文, 上野耕平 小林篤, 太田実雄, 藤岡洋, 尾嶋正治
    • Organizer
      第2回窒化物半導体結晶成長講演会
    • Place of Presentation
      三重大学
    • Year and Date
      2010-05-15
  • [Presentation] Smart Sheet Technology for Optical and PV Devices2010

    • Author(s)
      Hiroshi Fujioka
    • Organizer
      The 2010 USTO Photovoltaics Energy Workshop
    • Place of Presentation
      Algiers, Algeria
    • Year and Date
      2010-05-10

URL: 

Published: 2012-07-19  

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