| 研究課題/領域番号 |
20K04620
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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21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
雨宮 嘉照 広島大学, ナノデバイス研究所, 特任助教 (20448260)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 接合技術 / 光バイオテクノロジー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
微小サイズ発光ダイオード(LED)および受光素子を、異種基板上に常温大気圧下にて接合する技術を確立し、光バイオテクノロジー分野への応用を試みる。LEDとしては窒化ガリウム(GaN)-LEDを用いて、フレキシブル基板上や光導波路などを集積化させた光回路基板上に接合し、蛍光標識による抗原抗体反応のセンシング応用を検証する。高性能化や高機能化のために、LEDの微細化やGaN以外のLED層への接合技術の適用可能性も検討し、適用可能である場合にはそれぞれのLEDの用途に適したバイオテクノロジー応用についても実証する。
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| 研究実績の概要 |
2022年度までの研究成果の内容としては、窒化ガリウム(GaN)基板を用いた発光ダイオード(LED)素子の常温大気圧下での接合を目的とした、素子サイズの微細化を行った。40-100マイクロメートル程度の素子については実績があるので、10-20マイクロメートル程度を目標にパターニングが良好に行えること、さらに3マイクロメートル程度までの良好なパターニングが電子線描画装置にて可能であることを確認した。GaN-LED基板以外の基板への一般化については、ガリウム砒素(GaAs)基板を用いて行い、素子構造としては微細なLED構造ではないが、ある程度大きなサイズの素子にて接合工程が可能なことを検証した。また、pn接合ダイオード受光素子の異種基板上への接合を目的として、Silicon-On-Insulator(SOI)基板を用いて、イオン注入などによってpn接合を形成し、形成したpn接合がダイオード特性を示すことを確認した。
2023年度の研究成果の内容としては、SOI基板上に10-20マイクロメートル程度の素子形状を形成し、形成した素子を石英基板上に常温および大気圧下で接合した。接合させた素子をpn接合ダイオード受光素子とするために、イオン注入により不純物導入を行い熱処理によりpn領域を形成した。その後アルミニウム電極を形成して特性を評価した。GaN基板を用いたLEDについても、10-20マイクロメートル程度の素子形状を形成し、電極パターンをリフトオフにより作製した。作製した素子について、常温および大気圧下で石英基板上へ接合した。一部の素子は接合することができたが、所望の素子だけを歩留まり良く接合させるには、プロセスの最適化の必要性があることが分かった。
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