• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

Si基板上モノリシックAlGaN深紫外センシングシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H03998
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関豊田工業大学

研究代表者

岩田 直高  豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40708939)

研究分担者 荒木 努  立命館大学, 理工学部, 教授 (20312126)
黒瀬 範子  立命館大学, 総合科学技術研究機構, プロジェクト研究員 (50520540)
青柳 克信  立命館大学, 総合科学技術研究機構, 上席研究員 (70087469)
神谷 格  豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10374018)
研究協力者 神谷 格  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2015年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード窒化物半導体 / 結晶成長 / 結晶欠陥 / 深紫外 / センサー / ダイオード / トランジスタ / 格子欠陥 / デバイス / エピタキシャル / 先端機能デバイス / オーミック電極 / 保護膜
研究成果の概要

Si基板上の深紫外センシングシステム向けに、縦型AlGaNデバイスの実現を検討した。Si基板上のAlNバッファー層に導電性ビアホールを形成する研究では、(111)面からのオフ角度にビアホールの形状と密度、導電性が依存した。ビアホールに埋め込む結晶の検討では、ダイオードを作製した。深紫外光ダイオードで整流性と受光特性を得たが、順方向電流印可では整流特性が劣化した。デバイス技術では、HCl前処理と原子層堆積SiN膜による表面パッシベーション技術を開発した。MgドープGaNのアクセプタ活性化の検討では、マスクを設けた試料に対してArFエキシマレーザを照射したところ、開口領域の活性化を初めて実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Si上へのAlGaNの成長には、Siのメルトバック現象を防ぐAlNの形成が必要である。しかし、AlNは不純物準位が深いために導電性が得られず、縦に電流を流すデバイスの作製は困難であった。これを解決するSi上のAlNに導電性ビアホールを形成する技術を確立した。この技術による深紫外ダイオードで整流性と受光特性を得たが、順方向電流の印可では整流特性が劣化した。これら技術も確立されれば、安価なSi基板上での深紫外センシングシステムが可能となる。開発した表面パッシベーション技術と初めて実現したArFエキシマレーザ照射によるアクセプタ活性化技術は、特性の優れたデバイスを簡便に作製する重要な成果である。

報告書

(4件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Laser-induced local activation of Mg-doped GaN with a high lateral resolution for high power vertical devices2018

    • 著者名/発表者名
      Noriko Kurose, Kota Matsumoto, Fumihiko Yamada, Teuku Muhammad Roffi, Itaru Kamiya, Naotaka Iwata, and Yoshinobu Aoyagi
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 8 号: 1 ページ: 015329-015329

    • DOI

      10.1063/1.5009970

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] InGaAs Triangular Barrier Photodiodes for High-Responsivity Detection of Near-Infrared Light2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Sugimura, Masato Ohmor, Takeshi Noda, Tomoya Kojima, Sakunari Kado, Pavel Vitushinskiy, Naotaka Iwata, and Hiroyuki Sakaki
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 9 号: 6 ページ: 062101-062101

    • DOI

      10.7567/apex.9.062101

    • NAID

      210000137928

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Laser-induced local activation of Mg-doped GaN and AlGaN for high power vertical devices2019

    • 著者名/発表者名
      Noriko Kurose, Naotaka Iwata, and Itaru Kamiya
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2019
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 様々なp型GaNゲート構造をドライエッチングで形成したAlGaN/GaNGaNGaN高電子移動度トランジスタの特性2019

    • 著者名/発表者名
      近藤孝明、赤澤良彦、岩田直高
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Effects of p-GaN gate structures and their fabrication process on performances of normally-off AlGaN/GaN HEMTs2019

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Kondo, Yoshihiko Akazawa, and Naotaka Iwata
    • 学会等名
      11th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials (ISPlasma2019)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] p型GaNゲートを用いたノーマリオフ動作AlGaN/GaN高電子移動度トランジスタ2018

    • 著者名/発表者名
      赤澤良彦、近藤孝明、吉川慎也、岩田直高、榊裕之
    • 学会等名
      第65回春季応用物理学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 選択ドライエッチングがp型GaNゲートAlGaN/GaNGaNGaN高電子移動度トランジスタの特性へ及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      近藤孝明、赤澤良彦、岩田直高
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Effect of inductively coupled plasma reactive ion etching on performances of p-GaN gate AlGaN/GaN HEMTs2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Akazawa, Takaaki Kondo, and Naotaka Iwata
    • 学会等名
      International Workshop on Nitride Semiconductors 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] HCl表面処理とプラズマ励起原子層堆積 SiNx膜による AlGaN/GaN HEMTの表面安定化2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木貴之、 土屋晃祐、 大保崇博、 赤澤良彦、 下野貴史、 松本滉太、 江口卓也、 岩田直高
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] MgドープGaNのレーザー誘起による活性化とその局所制御2017

    • 著者名/発表者名
      松本滉大、黒瀬範子、下野貴史、岩田直高、山田郁彦、神谷格、青柳克信
    • 学会等名
      第78回秋季応用物理学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 放射光XRD・HAXPESによるAl/Ti/AlGaNの界面反応層の結晶構造及び化学結合状態評価2017

    • 著者名/発表者名
      安野聡、小金澤智之、鈴木貴之、岩田直高
    • 学会等名
      第78回秋季応用物理学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] MgドープGaNへのレーザー照射による局所活性化と結晶性のその場観測2017

    • 著者名/発表者名
      松本滉太、黒瀬範子、山田郁彦、神谷格、青柳克信、岩田直高
    • 学会等名
      IEEE Metro Area Workshop in Nagoya
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] プラズマ励起原子層堆積プラズマ励起原子層堆積保護膜によるAlGaN/GaN HEMTの表面安定化2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木貴之、 山田富明、 河合亮輔、 川口翔平、 張東岩、 岩田直高
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ (新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Study on Nitridation of α-(AlGa)2O3 Using Rf Plasma for AlGaN Growth2016

    • 著者名/発表者名
      A. Buma, N. Masuda, T. Araki, Y. Nanishi, M. Oda, T. Hitora
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-18)
    • 発表場所
      Nagoya Congress Center (愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Realization of Conductive AlN Epitaxial Layer on Si Substrate using Spontaneously Formed Nano-Size Via-Holes for Vertical AlGaN High Power FET2016

    • 著者名/発表者名
      Noriko Kurose, Kota Ozeki, Tsutomu Araki, Naotaka Iwata, Itaru Kamiya, and Yoshinobu Aoyagi
    • 学会等名
      The 43rd International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS)
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center (富山県富山市)
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SiNx Passivated GaN HEMT by Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition2016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Suzuk, Tomiaki Yamada, Ryosuke Kawai, Shohei Kawaguchi, Dongyan Zhang, and Naotaka Iwata
    • 学会等名
      The 43rd International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS)
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center (富山県富山市)
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Technique to Make an Insulating AlN Thin Film to be Conductive by Spontaneous Via Holes formed by MOCVD and its Application to realize Vertical UV LED on n+Si Substrate2015

    • 著者名/発表者名
      Noriko Kurose and Yoshinobu Aoyagi
    • 学会等名
      AVS 62nd International Symposium & Exhibition
    • 発表場所
      San Jose Convention Center, San Jose, California, USA
    • 年月日
      2015-10-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 研究者プロフィール 岩田直高

    • URL

      http://ttiweb.toyota-ti.ac.jp/public/user.php

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 豊田工業大学研究者情報システム 電子情報分野 電子デバイス 教授 岩田直高

    • URL

      http://ttiweb.toyota-ti.ac.jp/1432/pub_teacher_show.php?n=141

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi