ミスト成長法による機能性単結晶酸化物薄膜の創成

• 研究課題/領域番号: 25286050
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 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(系)研究科(研究院), 教授 (20135536)
• 連携研究者: 川原村 敏幸 高知工科大学, 総合研究所, 准教授 (00512021)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2015年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2014年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2013年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
• キーワード: 酸化物半導体 / 環境材料 / 結晶成長 / 省エネルギー / 電子デバイス・機器 / 多機能デバイス

研究成果の概要

「単結晶」酸化物半導体の薄膜および多層構造により、デバイス応用につながる新しい光・電子・磁気融合機能を創成することを目的とした。豊富な資源に支えられた元素を用い、成長に「ミストCVD法」を用いることにより、成長から廃棄までのプロセスで安全・安心・省エネルギーを達成し、地球環境に優しい半導体技術として寄与することを目指した。バンドギャップエンジニアリングと機能エンジニアリングにより、混晶化による新たな相互作用が発現し、コランダム構造酸化ガリウムを基盤とするワイドギャップ半導体系、室温以上のキュリー温度を持つ強磁性半導体など、今後の新しい原理に基づくデバイス応用につながる材料開発を実証した。

研究成果

• [国際共同研究] Universite de Versailles/Sorbonne Universites(France)
• [雑誌論文] Growth characteristics of corundum-structured α-(AlxGa1x)2O3/Ga2O3 heterostructures on sapphire substrates (2016)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Kaneko, Kenta Suzuki, Yoshito Ito, ShizuoFujita
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: 436 ページ: 150-154
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2015.12.013
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Growth and metal-oxide-semiconductor field-effect transistrs of corundum-structured alpha indium oxide semiconductors (2015)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Kaneko, Yoshito Ito, Takayuki Uchida, and Shizuo Fujita
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 8 号: 9 ページ: 095503-095503
  • DOI: 10.7567/apex.8.095503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced thermal stability of alpha gallium oxide films supported by aluminum doping (2015)
  • 著者名/発表者名: Sam-Dong Lee, Yoshito Ito, Kentaro Kaneko, and Shizuo Fujita
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 54 号: 3 ページ: 030301-030301
  • DOI: 10.7567/jjap.54.030301
  • NAID: 210000144832
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Room temperature ferromagnetism in conducting α-(In1-xFex)2O3 alloy films (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Akaiwa, Kentaro Kaneko, Shizuo Fujita, Ekaterina Chikoidze, and Yves Dumont
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 106 号: 6
  • DOI: 10.1063/1.4908050
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Growth of Corundum-Structured (In_xGa_<1-x>_2O_3 Alloy Thin Films on Sapphire Subs trates with Buffer Layers (2014)
  • 著者名/発表者名: Norihiro Suzuki, Kentaro Kaneko, and Shizuo Fujita
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: (印刷中) ページ: 670-672
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2014.02.051
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial growth of corundum-structured wide band gap III-oxide semiconductor thin films (2014)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita and Kentaro Kaneko
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: 401 ページ: 588-592
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2014.02.032
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ultrasonic-assisted mist chemical vapor deposition of II-oxide and related oxide compounds (2014)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita, Kentaro Kaneko, Takumi Ikenoue, Toshiyuki Kawaharamura and Mamoru Furuta
  • 雑誌名: Physica status solidi (c) 巻: 未定 号: 7-8 ページ: 1225-1228
  • DOI: 10.1002/pssc.201300655
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oriented growth of beta gallium oxide thin films on yttrium-stabilized zirconia su bstrates (2013)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Kaneko, Hiroshi Ito, Sam-Dong Lee, and Shizuo Fujita
  • 雑誌名: Physica Status Solidi (c) 巻: 10 号: 11 ページ: 1596-1599
  • DOI: 10.1002/pssc.201300257
  • 査読あり
• [学会発表] Electrical properties of Sn-doped corundum-structured Ga2O3 thin films on sapphire substrates (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Akaiwa, Kentaro Kaneko, Shizuo Fujita
  • 学会等名: 1st International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2015-11-03
  • 国際学会
• [学会発表] Recent evolution of oxide semiconductors (2015)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita
  • 学会等名: 5th International Workshop on Epitaxial Growth and Fundamental Properties of Semiconductor Nanostructures
  • 発表場所: Hsinchu, Taiwan
  • 年月日: 2015-09-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Electrical property of Sn-doped corundum-structured Ga2O3 thin films on sapphire substrates (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Akaiwa, Kentaro Kaneko, Shizuo Fujita
  • 学会等名: 42nd International Symposium on Compound Semiconductors
  • 発表場所: Santa Barbara, USA
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Growth and properties of corundum-structured α-(In,Ga)2O3 semiconductor alloys on sapphire substrates for electrical applications (2015)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita, Yoshito Ito, Takayuki Uchida, Riena Jinno, Kentaro Kaneko
  • 学会等名: 57th Electronic Materials Conference
  • 発表場所: Ohio State University, USA
  • 年月日: 2015-06-24
  • 国際学会
• [学会発表] Crystal stability and electrical defects in corundum-structured α-Ga2O3-based semiconductor thin films (2015)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita, Sam-Dong Lee, Kazuaki Akaiwa, Yoshito Ito, Masashi Kitajima, Kentaro Kaneko
  • 学会等名: 2015 Materials Research Society Spring Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2015-04-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Growth, properties and devices of gallium-oxide-based widegap semiconductors (2015)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita
  • 学会等名: DPG (Deutsche Physikalische Gesellschaft e.V.) Spring Meeting
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2015-03-15 – 2015-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] Room temperature ferromagnetism in alpha-(Ga,Fe)2O3 semiconductor (2014)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Kaneko, Shigenori Ueda, and Shizuo Fujita
  • 学会等名: 32nd Int. Conf. on the Physics of Semiconductors
  • 発表場所: Austin, USA
  • 年月日: 2014-08-10 – 2014-08-15
• [学会発表] Mist deposition technology as a green route for thin film growth (2014)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita
  • 学会等名: 14th Int. Workshop on Active-matrix Flatpanel Displays and Devices
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2014-07-02 – 2014-07-04
  • 招待講演
• [学会発表] Growth and Properties of Corundum-Structured α-(Al,Ga,In)2O3 semiconductor alloys on sapphire substrates (2014)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita, Norihiro Suzuki, Kazuaki Akaiwa, and Kentaro Kaneko
  • 学会等名: 46th Electronic Materials Conference
  • 発表場所: Santa Barbara, USA
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [学会発表] Prospective functional materials based on metastable-phased oxides (2014)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Kaneko and Shizuo Fujita
  • 学会等名: 2014 Collaborative Conference on Materials Research
  • 発表場所: Inchon, Korea
  • 年月日: 2014-06-23 – 2014-06-27
• [学会発表] Epitaxial growth of corundum-structured α-(Al,Ga,In)2O3 semiconductor alloys on sapphire substrates (2014)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita, Kazuaki Akaiwa, Norihiro Suzuki, and Kentaro Kaneko
  • 学会等名: IUMRS - Int. Conf. on Electronic Materials 2014
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2014-06-10 – 2014-06-14
  • 招待講演
• [学会発表] Growth and properties of corundum-structured wide band gap α-(Al,Ga,In)2O3 semiconductor alloys (2014)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita, Kazuaki Akaiwa, Norihiro Suzuki, and Kentaro Kaneko
  • 学会等名: 41st Int. Symp. Compound Semiconductors
  • 発表場所: Montpellie, France
  • 年月日: 2014-05-12 – 2014-05-15
• [学会発表] Growth and properties of corundum-structured wide band gap alpha-(Al,Ga,In)2O3 semiconductor alloys (2014)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita, Kazuaki Akaiwa, Norihiro Suzuki, Kentaro Kaneko
  • 学会等名: 41st International Symposium on Compound Semiconductors
  • 発表場所: Montpellier, France
• [学会発表] Epitaxial growth of corundum-structured alpha-(Al,Ga,In)2O3 semiconductor alloys on sapphire substrates (2014)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita, Kazuaki Akaiwa, Norihiro Suzuki, and Kentaro Kaneko
  • 学会等名: International Conference on Electronic Materials 2014
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 招待講演
• [学会発表] Prospective functional materials based on metastable-phased oxidesProspective functional materials based on metastable-phased oxides (2014)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Kaneko and Shizuo Fujita
  • 学会等名: 2014 Collaborative Conference on Materials Research
  • 発表場所: Incheon/Seoul, South Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Growth and Properties of Corundum-Structured alpha-(Al,Ga,In)2O3 Semiconductor Alloys on Sapphire Substrates (2014)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita, Norihiro Suzuki, Kazuaki Akaiwa, and Kentaro Kaneko
  • 学会等名: 56th Electronic Materials Conference
  • 発表場所: Santa Barbara, USA
• [学会発表] Epitaxial growth of wide band gap III-oxide semiconductor thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita
  • 学会等名: 17th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy
  • 発表場所: Warsaw, Poland
  • 招待講演
• [学会発表] Growth of corundum-structured alpha-(InxGa1-x)2O3 alloy thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: Norihiro Suzuki, Kentaro Kaneko, and Shizuo Fujita
  • 学会等名: 17th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy
  • 発表場所: Warsaw, Poland
• [学会発表] Ultrasonc-assisted mist chemical vapor deposition of II-oxide and related oxide compounds (2013)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita, Kentaro Kaneko, Toshiyuki Kawaharamura, and Mamoru Furuta
  • 学会等名: 16th International Conference on II-VI Compounds and Related Materials
  • 発表場所: Nagahama, Japan
• [学会発表] Growth and characterization of alpha-Ga2O3 films on sapphire substrates with alpha-(AlGa)2O3 buffer layer (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Akaiwa, Yoshito Ito, and Shizuo Fujita
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Doping and alloying to alpha-Ga2O3 thin films on sapphire substrates (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Akaiwa, Norihiro Suzuki, Kentaro Kaneko, and Shizuo Fujita
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [産業財産権] p型酸化物半導体及びその製造方法(P-TYPE OXIDE SEMICONDUCTOR AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME) (2021)
  • 発明者名: 藤田 静雄, 金子 健太郎, 織田 真也, 人羅 俊実
  • 権利者名: 京都大学 (株)FLOSFIA
  • 産業財産権種類: 特許
  • 取得年月日: 2021
• [産業財産権] 半導体膜の製造方法及び半導体膜並びにドーピング用錯化合物及びドーピング方法 (2021)
  • 発明者名: 藤田 静雄, 内田 貴之, 金子 健太郎, 織田 真也, 人羅 俊実
  • 権利者名: (株)FLOSFIA 京都大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 取得年月日: 2021
  • 外国
• [産業財産権] 深紫外線発光素子及びその製造方法 (2016)
  • 発明者名: 藤田 静雄, 津村 圭一, 内田 貴之, 神野 莉衣奈, 金子 健太郎, 人羅 俊実
  • 権利者名: 京都大学, (株)FLOSFIA
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-094950
  • 出願年月日: 2016-05-10
• [産業財産権] p型酸化物半導体及びその製造方法 (2016)
  • 発明者名: 藤田 静雄, 金子 健太郎, 人羅 俊実
  • 権利者名: 京都大学, (株)FLOSFIA
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-170330
  • 出願年月日: 2016-08-31
• [産業財産権] 半導体膜の製造方法及び半導体膜 (2016)
  • 発明者名: 藤田 静雄, 内田 貴之, 金子 健太郎, 人羅 俊実, 織田 真也
  • 権利者名: 京都大学, (株)FLOSFIA
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-181044
  • 出願年月日: 2016-09-15
• [産業財産権] ドーピング用錯化合物及びドーピング方法 (2016)
  • 発明者名: 藤田 静雄, 内田 貴之, 金子 健太郎, 人羅 俊実, 織田 真也
  • 権利者名: 京都大学, (株)FLOSFIA
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-181045
  • 出願年月日: 2016-09-15
• [産業財産権] 結晶性ZrO2膜の製造方法および結晶性ZrO2膜 (2016)
  • 発明者名: 藤田 静雄, 金子 健太郎, 佐々木 貴博, 人羅 俊実
  • 権利者名: 京都大学, (株)FLOSFIA
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-216766
  • 出願年月日: 2016-11-04