| 研究課題/領域番号 |
19K04480
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
間野 高明 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (60391215)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 分子線エピタキシー / 赤外線検出器 / ガリウム砒素 / インジウム砒素 / 格子不整合 / 格子緩和 / 結晶成長 / ヘテロエピタキシャル成長 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
赤外線検出器は、Society5.0の超スマート社会の「目」として機能する計測素子であり、高性能で低価格なものを民生用として広く普及させることが強く望まれている。本研究では、我々が独自に研究開発を進めてきたInAs超薄膜による特異な格子緩和機構を用いたATLAS法により、高In組成の格子緩和InGaAs疑似基板を安価なGaAs(111)A基板上に高品質かつ簡便に実現することを目指す。成長の最適化により、低貫通転位密度で高品質なInGaAsの成長技術を確立するとともに、その疑似基板上の赤外線検出器の試作・動作検証まで実施し、低価格と高性能を両立可能な独創的な技術を世界に向けて発信する。
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| 研究成果の概要 |
安価で高性能な赤外線検出器実現に向けて、汎用性の高いGaAs基板上のIn(Ga)Asのメタモルフィック成長技術の開発を進めるとともに、赤外線検出器の試作と特性評価を通して、その応用の可能性を探索する基礎研究を行った。GaAs(111)A上のInAs成長に関して、成長条件の最適化を行い、貫通転位密度やロッキングカーブの半値幅が移動度特性に与える影響を明らかにした。また、新たに、InAs/GaAs(111)Aメタモルフィック接合界面を利用した赤外線検出器のアイデアを着想し、低暗電流の赤外線検出器をGaAs基板上に簡便な手法で実現できる可能性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、環境センサーや監視カメラなどの必要性からその重要性がさらに増している赤外線検出器の高性能化や低価格化につながる可能性のある、ナローギャップ半導体を汎用半導体基板上に結晶成長する基盤的研究を進めたものである。格子不整合系の結晶成長という学術的観点では、結晶性の評価に関して多方面からの解析を行うことにより従来法の指針では十分ではないことが明らかとなった。また、特殊な界面構造に着目し、それを用いた新しいバンドエンジニアリングによる受光デバイスの可能性を実証した。これらの研究成果の技術的・学術的価値は高く、近未来社会で社会実装されるデバイスの開発に貢献できると考えられる。
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