雲母を基板とするフレキシブルエレクトロニクスの創成

• 研究課題/領域番号: 24245040
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 藤岡 洋 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50282570)
• 研究期間 (年度): 2012-05-31 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 45,630千円 (直接経費: 35,100千円、間接経費: 10,530千円); 2014年度: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円); 2013年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円); 2012年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
• キーワード: 雲母 / 窒化物半導体 / フレキシブルエレクトロニクス / GaN / スパッタ

研究成果の概要

本研究では、安価で大面積な雲母（マイカ）基板上への高品質GaN系半導体結晶成長技術の開発と、フレキシブル発光素子の作製を行った。マイカ基板上へのGaNエピタキシャル成長において、界面AlNバッファ層導入の有無によってGaN薄膜の極性制御が可能になることを見出した。また、量子井戸構造作製技術や伝導性制御技術を開発し、マイカ上で発光素子を動作させる事に成功した。さらに、湾曲した状態でのLED動作も確認した。本研究で開発したマイカ上へのⅢ族窒化物デバイス作製技術を用いれば、フレキシブルな透明窒化物エレクトロニクスの実現が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Dramatic reduction in process temperature of InGaN-based light-emitting diodes by pulsed sputtering growth technique (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村 英司、上野 耕平
  • 雑誌名: Applied Physics Letter 巻: 104 号: 5 ページ: 051121-051121
  • DOI: 10.1063/1.4864283
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical study on initial stage of InN growth on cubic zirconia (111) substrates (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Guo, S. Inoue, A. Kobayashi, J. Ohta, and H. Fujioka
  • 雑誌名: Physica Status Solidi RRL 巻: 7 号: 3 ページ: 207-210
  • DOI: 10.1002/pssr.201206465
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical Investigation of the Polarity Determination for c-plane InN Grown on Yttria-Stabilized Zirconia (111) Substrates with Yttrium Surface Segregation (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Guo, S. Inoue, A. Kobayashi, J. Ohta, and H. Fujioka
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 6-021002 号: 2 ページ: 1-3
  • DOI: 10.7567/apex.6.021002
  • NAID: 10031152671
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural properties of m-plane InAlN films grown on ZnO substrates with room-temperature GaN buffer layers (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kajima, A. Kobayashi, K. Uen, J. Ohta, H. Fujioka, and M. Oshima
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 6-021003 号: 2 ページ: 1-3
  • DOI: 10.7567/apex.6.021003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Band Configuration of SiO2/m-Plane ZnO Heterointerface Correlated with Electrical Properties of Al/SiO2/ZnO Structures (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Liu, A. Kobayashi, K. Ueno, J. Ohta, H. Fujioka, and M. Oshima
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52-011101 号: 1R ページ: 1-4
  • DOI: 10.7567/jjap.52.011101
  • NAID: 210000141719
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron mobility of ultrathin InN grown on yttria-stabilized zirconia with two-dimensionally grown initial layers (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Okubo, A. Kobayashi, J. Ohta, M. Oshima, and H. Fujioka
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 102-022103 号: 2 ページ: 1-3
  • DOI: 10.1063/1.4776210
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarity control and growth mode of InN on yttria-stabilized zirconia (111) surfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Kobayashi, K.Ohkubo, J. Ohta, M. Oshima, and H. Fujioka
  • 雑誌名: Physica Status Solidi A 巻: 209 号: 11 ページ: 2251-2254
  • DOI: 10.1002/pssa.201228287
  • 査読あり
• [学会発表] PSD 法により作製した高In 組成InGaN 薄膜の光学定数評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野口英成, 上野耕平, 太田実雄, 小林篤, 藤岡洋
  • 学会等名: 第6回 窒化物半導体結晶成長講演会
  • 発表場所: 名城大学
  • 年月日: 2014-07-25 – 2014-07-26
• [学会発表] Fabrication of Nitride Devices by Pulsed Sputtering Deposition (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Fujioka
  • 学会等名: CIMTEC2014
  • 発表場所: Montecatini Terme, Italy
  • 年月日: 2014-06-15 – 2014-06-19
  • 招待講演
• [学会発表] Pulsed Sputtering Technique for Fabrication of Future Nitride Devices (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Fujioka
  • 学会等名: E-MRS 2014 SPRING MEETING, SYMPOSIUM K
  • 発表場所: Congress Center, Lille, France
  • 年月日: 2014-05-26 – 2014-05-30
  • 招待講演
• [学会発表] Nitride Materials and Devices Prepared by Pulsed Sputtering (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Fujioka
  • 学会等名: International Conference on Metamaterials and Nanophysics
  • 発表場所: Hotel Melia Varadero, Cuba
  • 年月日: 2014-04-22 – 2014-05-01
  • 招待講演
• [学会発表] PSD法により成長したInGaN薄膜の光学特性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上野耕平，野口英成，太田実雄，藤岡 洋，尾嶋正治
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学
  • 年月日: 2014-03-17 – 2014-03-20
• [学会発表] Preparation of Nitride Devices by Plasma Processing (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Fujioka
  • 学会等名: ISPlasma 2014
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-03-02 – 2014-03-06
  • 招待講演
• [学会発表] 窒化物発光素子製造プロセスの低温化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村英司，上野耕平，太田実雄，藤岡洋，尾嶋正治
  • 学会等名: 第43回結晶成長国内会議（NCCG-43）
  • 発表場所: 長野市生涯学習センター
  • 年月日: 2013-11-07
• [学会発表] Characteristics of GaN Films Prepared by PXD and Their Device Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Fujioka
  • 学会等名: ICMAT2013
  • 発表場所: Suntec International Convention & Exhibition Centre, Singapore
  • 年月日: 2013-06-30 – 2013-07-05
  • 招待講演
• [学会発表] Characteristics of GaN devices prepared by pulsed sputtering (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fujioka
  • 学会等名: 5th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials (ISPlasma2013)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] 安定化ジルコニア基板上へのN 極性InN 薄膜の成長 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大関正彬，大久保佳奈，小林 篤，太田実雄，尾嶋正治，藤岡 洋
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] 絶縁膜/ 極薄InN/YSZ 構造の作製と評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大久保佳奈，小林 篤，太田実雄，尾嶋正治，藤岡 洋
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] 非晶質基板上へ成長したInN の特性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤剛輝，小林 篤，太田実雄，藤岡 洋，尾嶋正治
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] N 極性InGaN/GaN 量子井戸構造の作製および評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岸川英司，上野耕平，井上 茂，太田実雄，藤岡 洋
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] Si(110) 基板上へのGaN 薄膜成長と中間層の効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 近藤尭之，上野耕平，太田実雄，藤岡 洋
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] PSD 法によるパターンサファイア基板上GaN 薄膜成長 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上野耕平，井上 茂，太田実雄，藤岡 洋，尾嶋正治
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] PSD 法によるC ドープGaN 薄膜の成長 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡辺拓人，丹所昂平，井上 茂，太田実雄，藤岡 洋
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] GaN growth on graphene by pulsed sputtering deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: Jeongwoo Shon，太田実雄，上野耕平，藤岡 洋
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] ポリマーを出発材料に用いたグラファイトシート上への窒化物薄膜結晶成長と発光素子への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 太田実雄，金子俊郎，平崎哲郎，植 仁志，児玉昌也，藤岡 洋
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] 窒化物LED 低温製造プロセスの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村英司，上野耕平，井上 茂，太田実雄，藤岡 洋，尾嶋正治
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] Characteristics of InN and Related Materials with Various Surface Orientations (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fujioka, Kana Ohkubo, Masaaki Ooseki, Atsushi Kobayashi and Masaharu Oshima
  • 学会等名: 2012 Electronic Materials Conference (EMC2012)
  • 発表場所: Pennsylvania, USA
• [学会発表] Feasibility of Large Area Nitride Semiconductor Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fujioka
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Single Crystals and Wafers for LEDs
  • 発表場所: Wonju, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Future prospect of large area nitride devices prepared by pulsed sputtering deposition (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fujioka
  • 学会等名: 4th International Symposium on Growth of III-Nitrides (ISGN-4)
  • 発表場所: St. Petersburg, Russia
  • 招待講演
• [学会発表] InGaN prepared by pulsed sputtering and its application to solar cells (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Morita, M. Katoh, J. Ohta, S. Inoue, H.Fujioka
  • 学会等名: 4th International Symposium on Growth of III-Nitrides (ISGN-4)
  • 発表場所: St. Petersburg, Russia
• [学会発表] Improvement in crystalline quality of GaN prepared by pulsed sputtering by the use of SiNx islands (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kondo, J. Ohta, S. Inoue, A. Kobayashi, and H. Fujioka
  • 学会等名: 4th International Symposium on Growth of III-Nitrides (ISGN-4)
  • 発表場所: St. Petersburg, Russia
• [学会発表] Polarity inversion mechanism at oxidized AlN layers (2012)
  • 著者名/発表者名: E. Kishikawa, K. Ueno, S. Inoue, J. Ohta, H. Fujioka, and M. Oshima
  • 学会等名: 4th International Symposium on Growth of III-Nitrides (ISGN-4)
  • 発表場所: St. Petersburg, Russia
• [学会発表] Characterization of ultrathin InN films grown on YSZ substrates (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Okubo, A. Kobayashi, J. Ohta, M. Oshima, and H. Fujioka
  • 学会等名: 4th International Symposium on Growth of III-Nitrides (ISGN-4)
  • 発表場所: St. Petersburg, Russia
• [学会発表] Epitaxial growth of semipolar InAlN with high In concentrations on yttria-stabilized zirconia substrates (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Oseki, A. Kobayashi, J. Ohta, H. Fujioka, and M. Oshima
  • 学会等名: 4th International Symposium on Growth of III-Nitrides (ISGN-4)
  • 発表場所: St. Petersburg, Russia
• [学会発表] Feasibility of large area nitride devices prepared by pulsed sputtering (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fujioka
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors 2012 （IWN2012）
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Optical and structural characteristics of nonpolar InGaN and InAlN films grown on ZnO substrates (2012)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kobayashi, Hiroaki Tamaki, JitsuoOhta, Masaharu Oshima, and Hiroshi Fujioka
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors 2012 （IWN2012）
  • 発表場所: Sapporo, Japan
• [学会発表] Pulsed sputtering deposition of high-quality AlN on thermally-nitrided sapphire substrates (2012)
  • 著者名/発表者名: Kohei Ueno, Eiji Kishikawa, Shigeru Inoue, Jitsuo Ohta, Hiroshi Fujioka, Masaharu Oshima, and Hiroyuki Fukuyama
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors 2012 （IWN2012）
  • 発表場所: Sapporo, Japan
• [学会発表] Low-temperature growth of semipolar InAlN on YSZ substrates (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Oseki, A. Kobayashi, J. Ohta, H. Fujioka, and M. Oshima
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors 2012 （IWN2012）
  • 発表場所: Sapporo, Japan
• [学会発表] Comprehensive study of polarity flip mechanism at thermally-oxidized AlN layers (2012)
  • 著者名/発表者名: Eiji Kishikawa, Kohei Ueno, Shigeru Inoue, Jitsuo Ohta, Masaharu Oshima, and Hiroshi Fujioka
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors 2012 （IWN2012）
  • 発表場所: Sapporo, Japan
• [学会発表] Crystal Growth of Nitride Semiconductors on Large Substrates (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fujioka
  • 学会等名: CCCG-16
  • 発表場所: Hefei, China
  • 招待講演
• [学会発表] Nitride Devices Fabricated with Pulsed Sputtering Depositon (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fujioka
  • 学会等名: Intensive Discussion on Growth of Nitride Semiconductors
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Feasibility of III-Nitride LEDs prepared on large area substrates (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fujioka
  • 学会等名: 2012 International Symposium on Crystal Growth
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Si(110)基板上GaN薄膜の極性制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 近藤尭之、太田実雄、井上茂、藤岡洋
  • 学会等名: 秋季 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 松山大学
• [学会発表] YSZ基板上への 酸窒化インジウム混晶薄膜の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林篤、伊藤剛輝、太田実雄、尾嶋正治、藤岡洋
  • 学会等名: 秋季 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 松山大学
• [学会発表] 高速エピタキシャル成長させたInN薄膜の特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大関正彬、大久保佳奈、小林篤、太田実雄、尾嶋正治、藤岡洋
  • 学会等名: 秋季 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 松山大学
• [学会発表] YSZ(111)基板上に作製したInN薄膜の特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大久保佳奈，大関正彬，小林 篤，太田実雄，尾嶋正治，藤岡 洋
  • 学会等名: 秋季 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 松山大学
• [学会発表] ZnO基板上へコヒーレント成長させた窒化物半導体薄膜の特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林篤，梶間智文，玉木啓晶，太田実雄，尾嶋正治，藤岡洋
  • 学会等名: 第42回結晶成長国内会議
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] パルススパッタ堆積法によるサファイア基板上GaN(000-1)薄膜の高品質化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 上野耕平，中村英司，岸川英司，井上茂，太田実雄，藤岡洋，尾嶋正治
  • 学会等名: 第42回結晶成長国内会議
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] パルススパッタ法によるSi(110)基板上へのGaN薄膜成長と構造特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 近藤尭之，井上茂，太田実雄，藤岡洋
  • 学会等名: 第42回結晶成長国内会議
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] YSZ基板を用いたc面InN薄膜の高品質化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大久保佳奈，大関正彬，小林篤，太田実雄，尾嶋正治，藤岡洋
  • 学会等名: 第42回結晶成長国内会議
  • 発表場所: 九州大学