| 研究課題/領域番号 |
13450131
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
名西 やす之 立命館大学, 理工学部, 教授 (40268157)
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| 研究分担者 |
高倉 秀行 立命館大学, 理工学部, 教授 (30112022)
今井 茂 立命館大学, 理工学部, 教授 (40223309)
荒木 努 立命館大学, 理工学部, 講師 (20312126)
鈴木 彰 立命館大学, 総合理工学研究機構, 教授 (10111931)
播磨 弘 京都工芸繊維大学, 電子情報工学科, 教授 (00107351)
寺口 信明 シャープ(株), 技術本部基盤技術研究所, 係長
鈴木 章 シャープ(株), 技術本部基盤技術研究所, 技師長
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
12,800千円 (直接経費: 12,800千円)
2004年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2003年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2002年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2001年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
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| キーワード | 窒化インジウム / RF-MBE / 窒化インジウムガリウム / HFET / バンドギャップ / ヘテロ構造 / 量子井戸 / 結晶成長 / InN / InGaN / 臨界膜厚 / InAlN / 量子井戸構造 / 貫通転位 / バンドギャツプ / 極性 / Si基板 / AlNバッファ / ヘテロ接合 / モンテカルロシミュレーション / 最大ドリフト速度 / 窒化 / 低温中間層 / AlGaN / GaN / 二次元電子ガス / Full Band Monte Carlo Simulation |
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| 研究概要 |
本研究課題においては、InNおよびその混晶を用いたHFETの作製を目的として、低温で成長可能なプラズマ励起MBE法を用い、低温成長に有効な成長技術を駆使して、InNおよびその混晶を作製するとともに、ヘテロ接合を形成し、高出力・超高周波電子デバイス応用への可能性を検討した。
主な研究成果として、
1.RF-MBE法を用いたサファイア基板上InN成長において、窒化処理、二段階成長、成長温度等の最適化により、結晶性、電気的特性において世界トップレベルの高品質結晶を得ることに成功した。
2.TEM、XRD、ラマン分光、EXAFS、PL、吸収測定などを用いた総合的な評価から、六方晶ウルツァイト構造単結晶InNのバンドギャップが約0.65eVにあることを世界に先駆けて実証した。
3.窒化処理、AlNバッファ層等の成長条件の最適化により、Si基板上への高品質単結晶InN成長を実現した。さらに、n-InN/p-Siヘテロ接合からなるpn接合を作製し、整流特性、光起電力を確認した。
4.低温InNバッファ層、InNテンプレートの導入により、全組成領域において相分離のない高In組成InGaN結晶の作製に成功した。
5.上記検討において得られた高品質InN、高In組成InGaN結晶成長技術を用いて、良質なInN/InGaN量子井戸構造の作製に成功した。
6.デバイスプロセスにおいて重要となるInNの自然酸化膜、熱的安定性に対してXPSを用いて検討を行い、InNの表面安定性に対する知見を得た。
7.新しいバンドギャップに基づくInNの特性予測をモンテカルロシミュレーションを用いて行い、HFET用材料として優れた特性を有することを示した。
以上のように、InN、GaNおよびその混晶によるヘテロ構造、HFET作製のための重要要素技術について検討を行い、国際的に高く評価される成果を得ることが出来、初期目的を達成することが出来た。
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