酸化ガリウム系深紫外発光デバイスの研究

• 研究課題/領域番号: 19360007
• 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: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 藤田 静雄 京都大学, 工学研究科, 教授 (20135536)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円); 2009年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2008年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2007年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
• キーワード: 酸化物半導体 / 深紫外線 / 光源 / 検出器 / 結晶成長 / 物性制御 / バルク基板 / 酸化ガリウム / MBE成長 / 深紫外光領域 / 発光デバイス / 光検出器 / パワー電子デバイス / ステップフロー成長 / 多層構造

研究概要

現在のLED電球をより明るく、安価に供給することを目指し、新しい半導体材料を用いたLED応用の研究を行った。結果としてLEDの実現にはまだ基礎的なレベルで研究を続けることが必要と分かったが、今後の進展に大いに期待がもてる。他方、この半導体材料の別の応用として、水や食品の紫外線殺菌をモニタしたり、炎を検知して早期に火災を発見するなど、わたしたちの安全で安心の暮らしを支える装置に利用できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] ワイドギャップ酸化ガリウム半導体 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤田静雄、大島孝仁、金子健太郎
  • 雑誌名: 応用物理 78(12) ページ: 1150-1154
  • 査読あり
• [雑誌論文] β-Al2xGa2-2xO3 thin film growth by molecular beam epitaxy (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Oshima, T. Okuno, N. Arai, Y. Kobayashi,, S. Fujita
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 48(7)
  • NAID: 40016664119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wet etching of β-Ga2O3 substrates (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Oshima, T. Okuno, N. Arai, Y. Kobayashi,, S. Fujita
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 48(4)
  • NAID: 40016559574
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flame detection by a β-Ga2O3-based sensor (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Oshima, T. Okuno, N. Arai, N. Suzuki, H. Hino,, S. Fujita
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 48(1)
  • NAID: 40016425921
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wet etching of β-Ga_2O_3 substrates (2009)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Oshima
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of highly crystalline corundum-structured α-(Ga_<1-x>Fe_x)_2O_3 alloy thin films on sapphire substrates (2009)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Kaneko
  • 雑誌名: Applied Physics Express 2
  • 査読あり
• [雑誌論文] β-Al_<2x>Ga_<2-2x>O_3 thin film growth by molecular beam epitaxy (2009)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Oshima
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 48
  • 査読あり
• [雑誌論文] ワイドギャップ酸化ガリウム半導体 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤田静雄
  • 雑誌名: 応用物理 78 ページ: 1150-1154
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flame detection by a β-Ga_2O_3-based sensor (2009)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Oshima
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of Ga2O3-based (InxGa1-x)2O3 alloy thin films grown by molecular beam epitaxy (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Oshima, S. Fujita
  • 雑誌名: Phys. Stat. Solidi (c) 5(9) ページ: 3113-3115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertical solar-blind deep-ultraviolet Schottky photodetectors based on β-Ga2O3 substrates (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Oshima, T. Okuno, N. Arai, N. Suzuki, S. Ohira,, S. Fujita
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 1(1)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of Ga_2O_3-based (In_xGa_<1-x>)_2O_3 alloy thin films grown by molecular beam epitaxy (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Oshima
  • 雑誌名: Physica Status Solidi (c) 5 ページ: 3113-3115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hetero-epitaxy of corundum-structured α-Ga_2O_3 thin films on α-Al_2O_3 substrates by ultrasonic mist chemical vapor deposition (2008)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Shinohara
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 47 ページ: 7311-7313
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertical solar-blind deep-ultraviolet Schottky photodetectors based on β-Ga2O3 substrates (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Oshima
  • 雑誌名: Applied Physics Express 1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ga2O3 thin film growth on c-plane sapphire substrates by molecular beam epitaxy for deep-ultraviolet photodetectors (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Oshima, T. Okuno, S. Fujita
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 46(11) ページ: 7217-7220
  • NAID: 40015705085
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ga2O3 thin film growth on c-plane sapphire substrates by molecular beam epitaxy for deep-ultraviolet (2007)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Oshima
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 46 ページ: 7217-7220
  • 査読あり
• [学会発表] Wide bandgap oxide semiconductors for novel functions and applications (2009)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita
  • 学会等名: 216th Electrochemical Society Meeting
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2009-10-07
• [学会発表] ワイドバンドギャップ酸化物半導体・-Ga_2O_3を用いた炎センサ (2009)
  • 著者名/発表者名: 大島孝仁
  • 学会等名: 2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] コランダム構造を持つ新しいa型Ga_2O_3-Fe_2O_3-Cr_2O_3混晶系 (2009)
  • 著者名/発表者名: 金子健太郎
  • 学会等名: 2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] Al_<2x>Ga_<2-2x>O_3 thin film growth by molecular beam epitaxy (2009)
  • 著者名/発表者名: 大島孝仁
  • 学会等名: 36th Int.Symp.Compound Semiconductors
  • 発表場所: Santa Barbara, USA
  • 年月日: 2009-08-31
• [学会発表] Corundum-structured α-Ga_2O_3-Fe_2O_3-Cr_2O_3 alloy system for novel functions (2009)
  • 著者名/発表者名: 金子健太郎
  • 学会等名: 36th Int.Symp.Compound Semiconductors
  • 発表場所: Santa Barbara, USA
  • 年月日: 2009-08-31
• [学会発表] Ultraviolet optical functions of oxide semiconductors (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Fujita
  • 学会等名: Asia-Pacific Workshop Wide Gap Semicond.
  • 発表場所: Zhangjiajie, China
  • 年月日: 2009-05-26
• [学会発表] Ultraviolet optical functions of oxide semiconductors (2009)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita
  • 学会等名: Asia-Pacific Workshop on Wide Gap Semiconductors 2009
  • 発表場所: Zhangjiajie, China
  • 年月日: 2009-05-26
• [学会発表] Patterning ofβ-Ga2O3 for device fabrication (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Oshima, T. Okuno, N. Arai, Y. Kobayashi, , S. Fujita
  • 学会等名: 6th Int. Symp. Transparent Oxide Thin Films for Electronics and Optics
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2009-04-16
• [学会発表] Solar-blind photodetector based onβ-Ga2O3 and its application to a flame sensor (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Oshima, T. Okuno, N. Arai, S. Takeda, Y. Kobayashi, H. Hino, , S. Fujita
  • 学会等名: 6th Int. Symp. Transparent Oxide Thin Films for Electronics and Optics
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2009-04-16
• [学会発表] Solar-blind photodetector based on β-Ga_2O_3 and its application to a flame sensor (2009)
  • 著者名/発表者名: 大島孝仁
  • 学会等名: 6th Int.Symp.Transparent Oxide Thin Films for Electronics and Optics
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-04-16
• [学会発表] Patterning of β-Ga_2O_3 for device fabrication (2009)
  • 著者名/発表者名: 大島孝仁
  • 学会等名: 6th Int.Symp.Transparent Oxide Thin Films for Electronics and Optics
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-04-16
• [学会発表] Potentially high breakdown field inβ-Ga2O3 semiconductors (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Oshima, T. Okuno, N. Arai, N. Suzuki, S. Ohira, , S. Fujita
  • 学会等名: IEEE Nanotech. Mater. and Devices Conf.
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2008-10-21
• [学会発表] β-Al2xGa2-2xO3 thin film growth by molecular beam epitaxy (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Oshima, T. Okuno, N. Arai, Y. Kobayashi, S. Fujita
  • 学会等名: 36th Int. Symp. Compound Semiconductors
  • 発表場所: Santa Barbara, USA
  • 年月日: 2008-08-31
• [学会発表] Ultraviolet optical functions of ZnO and Ga2O3 thin films (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Fujita
  • 学会等名: SPIE Optics+Photonics
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2008-08-14
• [学会発表] Wide band gap gallium oxide semiconductors with deep ultraviolet optical functions (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Fujita, T. Oshima, D. Shinohara, , T. Okuno
  • 学会等名: Int, Conf. Electronic Materials
  • 発表場所: Sydney, Australia
  • 年月日: 2008-07-28
• [学会発表] Deep UV detectors with a novel Ga_2O_3 semiconductor (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Oshima
  • 学会等名: 50th Electronic Materials Conference
  • 発表場所: Santa Barbara, USA
  • 年月日: 2008-06-27
• [学会発表] Deep UV detectors with a novel Ga2O3 semiconductor (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Oshima, N. Arai, N. Suzuki, S. Ohira, , S. Fujita
  • 学会等名: 50th Electron. Mater. Conf.
  • 発表場所: Santa Barbara, USA
  • 年月日: 2008-06-26
• [学会発表] 分子線エピタキシー法によるβ-Ga2O3基板上へのβ-Ga2O3ステップフロー成長 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大島孝仁
  • 学会等名: 2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 船橋
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] β-Ga2O3基板を利用した深紫外光検出器 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大島孝仁
  • 学会等名: 2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 船橋
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] Properties of wide bandgap β-Ga2O3 semiconductors grown by molecular beam epitaxy (2007)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Oshima
  • 学会等名: 34th Int. Symp. Compound Semiconductors
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2007-10-17
• [学会発表] Properties of wide bandgapβ-Ga2O3 semiconductors grown by molecular beam epitaxy (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Oshima, N. Suzuki, N. Arai, S. Ohira, , S. Fujita
  • 学会等名: 34th Int. Symp. Compound Semiconductors
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2007-10-15
• [学会発表] Homoepitaxial step-flow growth ofβ-Ga2O3 thin films by molecular beam epitaxy (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Oshima, N. Arai, S. Ohira, , S. Fujita
  • 学会等名: 14th Int. Workshop on Oxide Electronics
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2007-10-09
• [学会発表] Homoepitaxial step-flow growth of β-Ga2O3 thin films by molecular beam epitaxy (2007)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Oshima
  • 学会等名: 14th Int. Workshop on Oxide Electronics
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2007-10-09
• [学会発表] MBE growth and characterization of Ga2O3 and (InGa)2O3 films with ultraviolet optical functions (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Oshima, T. Okuno, , S. Fujita
  • 学会等名: 49th Electron. Mater. Conf.
  • 発表場所: Note Dame, USA
  • 年月日: 2007-06-22
• [備考] 高感度炎(深紫外光)センサのテレビ放映TUFテレビュー福島「E!気分」2009年5月18日
• [備考] 高感度炎(深紫外光)センサの新聞報道、朝日新聞2009年1月23日、京都新聞2009年1月23日、毎日新聞2009年1月26日、日本経済新聞2009年2月2日
• [備考] 高感度炎(深紫外光)センサのプレスリリース(京都大学ホームページ)2009年1月22日
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2008/090122_1.htm
• [産業財産権] 紫外線用フォトディテクタ、およびその製造方法 (2007)
  • 発明者名: 大平重男、新井直樹、大島孝仁、藤田静雄
  • 権利者名: 日本軽金属株式会社、京都大学
  • 産業財産権番号: 2007-301234
  • 出願年月日: 2007-11-21
• [産業財産権] 酸化ガリウム基板用電極の製造方法及びそれにより製造される酸化ガリウム基板用電極 (2007)
  • 発明者名: 大平重男、鈴木悟仁、新井直樹、大島孝仁、藤田静雄
  • 権利者名: 日本軽金属株式会社、京都大学
  • 産業財産権番号: 2007-301235
  • 出願年月日: 2007-11-21
• [産業財産権] 特許 (2007)
  • 発明者名: 大平重男, ほか3名
  • 権利者名: 日本軽金属京都大学
  • 産業財産権番号: 2007-301234
  • 出願年月日: 2007-11-21
• [産業財産権] 特許 (2007)
  • 発明者名: 大平重男, ほか4名
  • 権利者名: 日本軽金属京都大学
  • 産業財産権番号: 2007-301235
  • 出願年月日: 2007-11-21