205～250nm帯深紫外半導体レーザの研究開発

• 研究課題/領域番号: 17106005
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 工学院大学
• 研究代表者: 川西 英雄 工学院大学, 工学部, 教授 (70016658)
• 研究分担者: 本田 徹 工学院大学, 工学部, 教授 (20251671) ; 坂本 哲夫 工学院大学, 工学部, 准教授 (20313067) ; 長谷川 文夫 工学院大学, 工学部, 教授 (70143170)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 86,450千円 (直接経費: 66,500千円、間接経費: 19,950千円); 2009年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2008年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2007年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2006年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2005年度: 56,030千円 (直接経費: 43,100千円、間接経費: 12,930千円)
• キーワード: 半導体レーザ / 窒化物半導体 / 深紫外域 / 量子井戸構造 / 超格子 / 深紫外半導体レーザ / 量子井戸 / ワイドギャップ / エピタキシャル成長 / 窒化物半導体' / ワイドギヤツプ / 深紫外 / 室化物半導体 / 光学異方性 / 発振モード

研究概要

紫外から深紫外発光素子への応用が期待されるAlGaN系窒化物半導体は、「光学異方性(発光強度に方位依存性がある現象。この為AlNでは、表面からの光放射は皆無となる)」があるものの、この波長域総てに渡ってレーザ利得(光の増幅作用における利得で、横方向には強い発光と光増幅作用とがある)があることを明らかにするとともに、光励起で228.9nmの室温レーザ発振を実現し、それを実証した。また、最終年度には、電流注入型AlGaN系深紫外半導体レーザの実現を可能とする、カーボンを添加したp型AlGaN(p〓3x10^<18>[cm^<-3>]のホール密度を示す)を世界で初めて示し、電流注入型AlGaN系半導体レーザ実現への基礎を固めつつある。

研究成果

• [雑誌論文] AlGaN系深紫外半導体レーザの現状と課題 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川西英雄
  • 雑誌名: No.1 ページ: 7-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] AlGaN系深紫外半導体レーザの現状と課題 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川西英雄
  • 雑誌名: Microoptics News 28 ページ: 7-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation on Conductivity at the Gan/AIN/SiC Subsrate interface for Vertical (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuu Wakamiya, Fumio Hasegawa, Hideo Kawanishi
  • 雑誌名: Physica Status Solidi No.6 ページ: 1505-1507
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of Threading Dislocations in AlGaN/AIN/SiC Epitaxial Layers by Controlled Strain with (AIN/GaN) Multibuffer-layer Structure (2007)
  • 著者名/発表者名: Kouichi Murakawa, Eiichiro Niikura, Fumio Hasegawa, Hideo Kawanishi
  • 雑誌名: Japan. J. Appl. Phys 46,No.6A ページ: 3301-3304
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of crystal quality of AIN and AlGaN epitaxial layers by controlling the strain with the (AIN/GaN) multi-buffer layer (2007)
  • 著者名/発表者名: Eiichiro Niikura, Koichi Murakawa, Fumio Hasegawa, Hideo Kawanishi
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 298 ページ: 345-345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of Threading Dislocations in AlGaN/AIN/SiC Epitaxial Layers by Controlled Strain with (AIN/GaN) Multibuffer-layer Structure (2007)
  • 著者名/発表者名: Kouichiro Murakawa, Eiichiro Nikura, Fumio Hasegawa, Hideo Kawanishi
  • 雑誌名: Japan. J. Appl. Phys 46
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of Crystal Quality of n-AIGaN by Alternate-Source-Feeding Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (2007)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Isono
  • 雑誌名: Japan.J.AppI.Phys 46 ページ: 5711-5714
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of Threading Dislocations in AIGaN/AIN/SiC Epitaxial Layers by Control led Strain with (AIN/GaN) Multibuffer-layer Structure (2007)
  • 著者名/発表者名: Kouichi Murakawa
  • 雑誌名: Japan.J.AppI.Phys 46 ページ: 3301-3304
  • 査読あり
• [雑誌論文] I mprovement of crystal quality of AIN and AiGaN epitaxial layers by controlling the strain with the (AIN/GaN) multi-buffer layer (2007)
  • 著者名/発表者名: E.Niikura, K.Murakawa, F.Hasegawa, H.Kawanishi
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 298 ページ: 345-348
• [雑誌論文] Reduction of Threading Dislocations in AlGaN/AIN/SiC Epitaxial Layers by Controlled Strain with (AIN/GaN) Multibuffer-layer Structure (2007)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Murakawa, EIichiro Nikura, Fumio Hasegawa, Hideo Kawanishi
  • 雑誌名: Japan. J. Appl. Phys 46・6A(掲載確定、ページ未定)
• [雑誌論文] Experimental energy difference between heavy-or light-hole valence band and crystal-field split-off-hole valence band in AlxGaN1-xN (2006)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kawanishi, Eiichiro Niikura, Mao Yamamoto, Shoichiro Takeda
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 89,25 ページ: 251107-251107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extremely weak surface emission from (0001) c-plane AlGaN multiple quantum well structure in deep-ultraviolet spectral region (2006)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kawanishi, Masanori Senuma, Mao Yamamoto, Eiichiro Niikura, Takeaki Nukui
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 89,8 ページ: 81121-81121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic polarization characteristics of lasing and spontaneous surface and edge emissions from deep-ultraviolet (λ〓240 nm) AlGaN multiple-quantum-well lasers (2006)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kawanishi, Masanori Senuma, Takeaki Nukui
  • 雑誌名: Appl Phys. Lett 89,4 ページ: 41126-41126
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental energy difference between heavy- or light-hole valence band and crystal-field split-off-hole valence band in Al_x GaN_<1-x> N (2006)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kawanishi, Eiichiro Niikura, Mao Yamamoto, Shoichiro Takeda
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett, 89・25 ページ: 251107-251107
• [雑誌論文] Extremely weak surface emission from (0001) c-plane AlGaN multiple quantum well structure in deep-ultraviolet spectral region (2006)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kawanishi, Eiichiro Niikura, Mao Yamamoto
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett, 89・8 ページ: 81121-81121
• [雑誌論文] Anisotropic polarization characteristics of lasing and spontaneous surface and edge emissions from deep-ultraviolet ( λ = 240 nm) AlGaN multiple-quantum-well lasers (2006)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kawanishi, Masanori Senuma, Takeaki Nukui
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett, 89・4 ページ: 41126-41126
• [雑誌論文] 深紫外AlGaN多重量子井戸半導体レーザーの工学的異方特性 (2006)
  • 著者名/発表者名: 川西英雄, 瀬沼正憲, 貫井猛晶
  • 雑誌名: 日本工学会(応用物理学会) 35巻・5号 ページ: 265-267
• [雑誌論文] 紫外AlGaN多重量子井戸型半導体レーザ光の光学的異方特性 (2006)
  • 著者名/発表者名: 川西, 瀬沼, 貫井
  • 雑誌名: 光学(Japanese J.Optics) 35・5(掲載予定)
• [雑誌論文] Anisotropic polarization characteristics of lasing and spontaneous surface and edge emission from deep-ultra violet (λ≒240nm) AlGaN multiple-quantum-well lasers (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Kawanishi, M.Senuma, T.Nukui
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett (掲載予定)
• [雑誌論文] 光励起によるAlGaN多重量子井戸型深紫外レーザーの発振特性-発振波長域240~ 360nm (2005)
  • 著者名/発表者名: 川西英雄、高野隆好、瀬沼正憲、貫井猛晶
  • 雑誌名: 応用物理 第74巻第11号 ページ: 1462-1462
  • NAID: 10016763487
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光励起によるAlGaN多重量子井戸型深紫外レーザの発振特性-発振波長240〜360nm- (2005)
  • 著者名/発表者名: 川西, 高野, 瀬沼, 貫井
  • 雑誌名: 応用物理 74・11 ページ: 1458-1462
• [雑誌論文] Relationship between Excess Ga and Residual Oxides in Amorphous GaN Films Deposited by Compound Source Molecular Beam Epitaxy (2005)
  • 著者名/発表者名: N.Obinata, K.Sugimoto, K.Ijima, M.Ishibashi, S.Egawa, T.Honda, H.Kawanishi
  • 雑誌名: Japan.J.Appl.Phys. 44・12 ページ: 8432-8434
  • NAID: 10016958670
• [雑誌論文] Structure and Properties of Deep-UV AlGaN MQW Laser
  • 著者名/発表者名: Hideo Kawanishi
  • 雑誌名: Proceedings of iNOW2008 発行中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Invesigation on Conductivity at the Gan/AIN/Sic Subsrate interface for Vertical Nitraide Power FETs
  • 著者名/発表者名: Yuu Wakamiya
  • 雑誌名: Physica Status Solidi(to be published)
  • 査読あり
• [学会発表] AlGaN系深紫外半導体レーザの現状と課題 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川西英雄
  • 学会等名: 第115回微小光学研究会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Lasing characteristics of deep-UV and UV AlGaN MQW lasers operating from 230nm to 356nm spectral region (2009)
  • 著者名/発表者名: 川西英雄
  • 学会等名: APWS2009
  • 発表場所: 中国・長家界
• [学会発表] Epitaxial Growth of High Quality AlN on SiC or Al_2O_3 Substrate by Alternate Source-Feeding Low Pressure Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Takeda, H.Kawanishi, H.Anzai, T.Nakadate
  • 学会等名: APWS2009
  • 発表場所: 中国・長家界
• [学会発表] Epitaxial Growth of High Quality AlN on SiC or Al_2O_3 Substrate by Alternate Source-Feeding Low Pressure Metal-Organic Vaper Phase Epitaxy (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Nakadate, T.Takeda, H.Kawashi
  • 学会等名: ICNS-8
  • 発表場所: 韓国・済州島
• [学会発表] Electroconductive control of AlGaN crystal growth on(0001)Al_2O_3 substrate (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Takeda, T.Nakadate, H.Anzai, H.Kawanishi
  • 学会等名: ICNS-8
  • 発表場所: 韓国・済州島
• [学会発表] Lasing characteristics of deep-UV and UV AlGaN MQW lasers operating from 230nm to 356nm spectral region (2009)
  • 著者名/発表者名: 川西英雄
  • 学会等名: WOCSDICE 2009
  • 発表場所: Spain Maraga
• [学会発表] 交互供給エピタキシャル成長法と深紫外AlGaN多重量子井戸半導体レーザの真性光学異方特性(シンポジウム) (2009)
  • 著者名/発表者名: 川西英雄
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] 高温AlNあるいは低温AlNによるAlGaNエピタキシャル層の結晶品質の差違(一般講演) (2009)
  • 著者名/発表者名: 武田, 中館, 川西
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] Crystal quality control of AlN template grown on SiC substrate using (AlN/GaN) multi-buffer layer and alternate source-Feeding Mo-VPE (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kawanishi, Tomohito Takeda, Yusuke Tsutagawa, Fumio Hasegawa
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Growth of III-Nitrides (ISGN-2)
  • 発表場所: Shuzenji, Shizuoka, Japan
• [学会発表] Extremely Small Edge Dislocation Density of AlN Template Grown on 4H-SiC Substrate by ASFE-MOVPE with (AlN/GaN) MBL Structure (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kawanishi, Tomohito Takeda, Yusuke Tsutagawa
  • 学会等名: 14th Inernational Conference on Metal Organic Vapor Phase Epitaxy
  • 発表場所: Metz, France
• [学会発表] Experimental weak surface emission from (0001) c-lane AlGaN multiple quantum well structure in deep-ultaraviolet spectral region (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kawanishi
  • 学会等名: Workshops on Frontier Optoelectronic Materials and Devices, T7
  • 発表場所: Hakone, Kanagawa, Japan
• [学会発表] Structure and Properties of Deep-UV AlGaN MQW Laser (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kawanishi
  • 学会等名: iNOW2008
  • 発表場所: 山梨 河口湖
• [学会発表] Extremely Small Edge Dislocation Density of AIN Template Grown on 4H-SiC Substrate by ASFE-MOVPE with (AlN/GaN) MBL Structure (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kawanishi
  • 学会等名: IC-MOVPE 2008
  • 発表場所: フランス、Metz
• [学会発表] Crystal Quality Control of AIN Template Grown on SiC Substrate using (AlN/GaN)Multi-Buffer Layer and Alternate Source-Feeding MO-VPE (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kawanishi
  • 学会等名: 2nd ISGN-2008
  • 発表場所: 静岡、修善寺
• [学会発表] High Quality AIN Epitaxial Layer Grown on Sic or A12O3Substrate by Alternate Source-Feeding Low Pressure Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kawanishi
  • 学会等名: IWN-2008
  • 発表場所: スイス、モントルー
• [学会発表] Experimental weak surface emission from (0001) c-lane AIGaN multiple quantum well structure in deep-ultaraviolet spectral region (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kawanishi,
  • 学会等名: Worksshops on Frontier Optoelectronic Materialsand Devices
  • 発表場所: Hakone,Kanagawa,Japan
• [学会発表] Reduction of Threading Dislocations in AlGan/AIN/SiC Epitxial Layers by Tensile Strain in a-Axis Induced with the (AIN/GaN) Multi-Buffer-Layer (2007)
  • 著者名/発表者名: Kouichi Murakawa, Fumio Hasegawa, Hideo Kawanishi
  • 学会等名: 7th International Conference of Nitride semiconductors
  • 発表場所: MP29, MGM Grand Hotel, Las Vegas, Nevada, USA
• [学会発表] 7th International Conference of Nitride semiconductors, MP32 (2007)
  • 著者名/発表者名: Eiichiro Niikura, Koichi Murakawa, Shoichiro Takeda, Fumio Hasegawa, Hideo Kawanishi
  • 学会等名: 7th International Conference of Nitride semiconductors
  • 発表場所: MP32, MGM Grand Hotel, Las Vegas, Nevada, USA
• [学会発表] Anisotropic Polarization of Deep-UV Lasing and Spontaneous Surface and Edge Emissions from c- and m-plane AlGaN (2007)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kawanishi, Eiichiro Niikura, Masanori Senuma, Shoichiro Takeda
  • 学会等名: The 3rd Asia-Pacific Workshop on Widegap Semiconductors
  • 発表場所: MO1-4, Jeonju Core Riviera Hotel, Jeonju, Korea
• [学会発表] Dislocation Reduction in AIN Template grown on SiC by Tensile Strain induced by (AIN/GaN) Multi-Buffer-Layer (2007)
  • 著者名/発表者名: Kouichi Murakawa, Eiichiro Niikura, Fumio Hasegawa, Hideo Kawanishi
  • 学会等名: The 3rd Asia-Pacific Workshop on Widegap Semiconductors
  • 発表場所: PO-9, Jeoniju Core Riviera hotel, Jeonju, Korea
• [学会発表] Reduction of Point Defects in N-AlGaN by an Altenate Source Feeding Metalorganic Vapor Phase Epitaxy (2007)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Isono, Eiichiro Niikura, Kouichi Murakawa, Fumio Hasegawa, Hideo Kawanishi
  • 学会等名: he 3rd Asia-Pacific Workshop on Widegap Semiconductors
  • 発表場所: PO-13, Jeoniju Core Riviera hotel, Jeonju, Korea
• [学会発表] M-mode lasing and anisotropic polarization property of AIGaN multiple quantum well lasers in deep-ultraviolet spectral region (2007)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kawanishi, Masanori Senuma, Takeaki Nukui
  • 学会等名: SPIE Photonics West
  • 発表場所: San Jose, California, USA
• [図書] Wide Bandgap Semiconductor(Mechanical and Thermal Properties of Wide Semiconductors) (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, Yoshikawa, Hasegawa
  • 出版者: Springer
• [図書] ワイドギャップ半導体光・電子デバイス (2006)
  • 著者名/発表者名: 高橋、吉川、長谷川
  • 出版者: 共立出版
• [図書] ワイドキャップ半導体光・電子デバイス(第二章編集、2.2.4節、5.2.7節執筆) (2006)
  • 著者名/発表者名: 監修・高橋清, 編著/長谷川文夫, 吉川昭彦
  • 総ページ数: 421
  • 出版者: 森北出版
• [備考]
  • URL: http://www.ns.kogakuin.ac.jp/~wwc1048/
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.ns.kogakuin.ac.jp/~wwc1048/
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.ns.kogakuin.ac.jp/~wwc1048/
• [備考]
  • URL: http://www.ns.kogakuin.ac.jp/~wwc1048/
• [産業財産権] 窒化物半導体結晶の成長法、成長装置、および、プログラム (2009)
  • 発明者名: 橋本英喜、堀内明彦、川西英雄
  • 権利者名: 本田技研工業、川西英雄
  • 出願年月日: 2009-04-23
• [産業財産権] 窒化物半導体結晶の成長法、成長装置、および、プログラム (2005)
  • 発明者名: 橋本英喜、堀内明彦、川西英雄
  • 権利者名: 本田技研工業、川西英雄
  • 出願年月日: 2005-08-31
• [産業財産権] 窒化物半導体結晶の成長 (2005)
  • 発明者名: 橋本 英喜, 堀内 明彦, 川西 英雄
  • 権利者名: 本田技研工業, 川西 英雄
  • 出願年月日: 2005-08-31
• [産業財産権] Growth of Nitrade Semiconductor Crystals (2004)
  • 発明者名: H. Hashimoto, A. Horiuchi, H. Kawanishi
  • 権利者名: HONDA MOTOR CO.LTD, H. Kawanishi
  • 出願年月日: 2004-08-31
• [産業財産権] Growth of Nitrade Semiconductor Crystals
  • 発明者名: H. Hashimoto, A. Horiuchi, H. Kawanishi
  • 権利者名: HONDA MOTOR CO.LTD, H. Kawanishi