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ワイドギャップⅢ族酸化物/窒化物半導体ヘテロ構造作製のための基盤技術開拓

研究課題

研究課題/領域番号 25289093
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 電子・電気材料工学
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

東脇 正高  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所 グリーンICTデバイス先端開発センター, センター長 (70358927)

研究分担者 尾沼 猛儀  工学院大学, 先進工学部, 准教授 (10375420)
本田 徹  工学院大学, 工学部, 教授 (20251671)
連携研究者 山口 智広  工学院大学, 先進工学部, 准教授 (50454517)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2015年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2014年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2013年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード分子線エピタキシー / 酸化物 / 窒化物 / 半導体物性 / 先端機能デバイス / MBE
研究成果の概要

Ⅲ族酸化物半導体と窒化物半導体という異なる材料系で構成する、二つのタイプの酸化物/窒化物ヘテロ構造の実現に挑んだ。タイプⅠは、窒化物半導体 (GaN) をチャネル層とし、酸化物 (Al2O3) を障壁層とする構造、タイプⅡは、酸化物半導体 (Ga2O3) をチャネル層に、窒化物 (AlN) を障壁層とする構造である。両タイプ共に、様々なエピ成長前基板処理、バッファー層成長条件を試し、成長シーケンス、条件の最適化の結果、基本的な分子線エピタキシー成長技術を確立することに成功した。また、光学的評価から、バンドギャップエネルギーなどの未解明だったGa2O3の物性についても多くの新たな知見が得られた。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2017 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 7件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] University of Nebraska, Lincoln(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Linkoping University(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Nebraska, Lincoln/University of California, Santa Barbara/Univeristy of Notre Dame(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Cagliari/University of Parma(イタリア)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Linkoping University(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Spectroscopic ellipsometry studies on β-Ga2O3 films and single crystal2016

    • 著者名/発表者名
      T. Onuma, S. Saito, K. Sasaki, T. Masui, T. Yamaguchi, T. Honda, A. Kuramata, and M. Higashiwaki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 12 ページ: 1202B2-1202B2

    • DOI

      10.7567/jjap.55.1202b2

    • NAID

      210000147262

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Temperature-dependent exciton resonance energies and their correlation with IR-active optical phonon modes in beta-Ga2O3 single crystals2016

    • 著者名/発表者名
      T.Onuma, S.Saito, K.Sasaki, K.Goto, T.Masui, T.Yamaguchi, T.Honda, A.Kuramata, and M.Higashiwaki
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 108 号: 10 ページ: 1019041-5

    • DOI

      10.1063/1.4943175

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anisotropy, phonon modes, and free charge carrier parameters in monoclinic beta-gallium oxide single crystals2016

    • 著者名/発表者名
      M. Schubert, R. Korlacki, S. Knight, T. Hofmann, S. Schoche, V. Darakc hieva, E. Janzen, B. Monemar, D. Gogova, Q.T. Thieu, R. Togashi, H. Murakami, Y. Kumagai, K. Goto, A. Kuramata, S. Yamakoshi, and M. Higashiwaki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 93 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevb.93.125209

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Theoretical and experimental investigation of optical absorption anisotropy in beta-Ga2O32016

    • 著者名/発表者名
      F. Ricci, F. Boschi, A. Barldi, A. Filippetti, M. Higashiwaki, A. Kuramata, V. Fiorentini, and R. Fornari
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Condensed Matter

      巻: 28 号: 22 ページ: 224005-224005

    • DOI

      10.1088/0953-8984/28/22/224005

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Valence band ordering in beta-Ga2O3 studied by polarized transmittance and reflectance spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      T.Onuma, S.Saito, K.Sasaki, T.Masui, T.Yamaguchi, T.Honda, and M.Higashiwaki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 11 ページ: 1126011-5

    • DOI

      10.7567/jjap.54.112601

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Impacts of AlOx formation on emission properties of AlN/GaN heterostructures2015

    • 著者名/発表者名
      Takeyoshi Onuma, Yohei Sugiura, Tomohiro Yamaguchi, Tohru Honda, and Masataka Higashiwaki
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 8 号: 5 ページ: 0524011-3

    • DOI

      10.7567/apex.8.052401

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Growth of crystallized AlOx on AlN/GaN heterostructures by in-situ RF-MBE2014

    • 著者名/発表者名
      Yohei Sugiura, Tohru Honda, Masataka Higashiwaki
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 405 ページ: 64-67

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2014.07.055

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Polarized Raman spectra in β-Ga2O3 single crystals2014

    • 著者名/発表者名
      T. Onuma, S. Fujioka, T. Yamaguchi, Y. Itoh, M. Higashiwaki, K. Sasaki, T. Masui, and T. Honda
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: in press ページ: 330-333

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2013.12.061

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlation between blue luminescence intensity and resistivity in β-Ga2O3 single crystals2013

    • 著者名/発表者名
      T. Onuma, S. Fujioka, T. Yamaguchi, M. Higashiwaki, K. Sasaki, T. Masui, and T. Honda
    • 雑誌名

      Applied Physcs Letters

      巻: 103 号: 4 ページ: 0419101-3

    • DOI

      10.1063/1.4816759

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Optical properties of Ga2O3 films and crystals2017

    • 著者名/発表者名
      T. Onuma, S. Saito, K. Sasaki, K. Goto, T. Masui, T. Yamaguchi, T. Honda, A. Kuramata, M. Higashiwaki
    • 学会等名
      Compound Semiconductor Week 2017 (CSW 2017)
    • 発表場所
      dbb forum berlin, Berlin, Germany
    • 年月日
      2017-05-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 単斜晶酸化ガリウム結晶における光学遷移過程2017

    • 著者名/発表者名
      尾沼 猛儀、齋藤 伸吾、佐々木 公平、後藤 健、増井 建和、山口 智広、本田 徹、倉又 朗人、東脇 正高
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会 シンポジウム「金属酸化物の結晶物性に迫る」
    • 発表場所
      神奈川県横浜市 横浜国際平和会議場(パシフィコ横浜)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of nitridation on properties of AlN/β-Ga2O3 composite structures2017

    • 著者名/発表者名
      L. Ravikiran、中田 義昭、倉又 朗人、山腰 茂伸、東脇 正高
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市 横浜国際平和会議場(パシフィコ横浜)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] β-Ga2O3結晶における光学的異方性の解析2017

    • 著者名/発表者名
      尾沼 猛儀、山口 智広、本田 徹、佐々木 公平、後藤 健、増井 建和、倉又 朗人、齋藤 伸吾、東脇 正高
    • 学会等名
      日本学術振興会161委員会 第98回研究会「ワイドギャップ酸化物半導体β-Ga2O3結晶成長、結晶評価、デバイス応用」
    • 発表場所
      滋賀県長浜市 長浜ロイヤルホテル
    • 年月日
      2017-01-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] β-Ga2O3薄膜と単結晶の光学定数の比較2016

    • 著者名/発表者名
      尾沼 猛儀、齋藤 伸吾、佐々木 公平、増井 建和、山口 智広、本田 徹、倉又 朗人、東脇 正高
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟県新潟市 朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Observation of exciton-LO-phonon interaction in β-Ga2O3 single crystals2016

    • 著者名/発表者名
      T. Onuma, S. Saito, K. Sasaki, K. Goto, T. Masui, T. Yamaguchi, T. Honda, A. Kuramata, M. Higashiwaki
    • 学会等名
      German-Japanese Gallium Oxide Technology Meeting 2016
    • 発表場所
      Leibniz Institute for Crystal Growth, Berlin, Germany
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Anisotropic optical constants in β-Ga2O3 single crystal2016

    • 著者名/発表者名
      T. Onuma, S. Saito, K. Sasaki, T. Masui, T. Yamaguchi, T. Honda, A. Kuramata, M. Higashiwaki
    • 学会等名
      58th Electronic Materials Conference (EMC 2016)
    • 発表場所
      University of Delaware, Newark, Delaware, USA
    • 年月日
      2016-06-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Beta-Ga2O3結晶における励起子-LOフォノン相互作用2016

    • 著者名/発表者名
      尾沼猛儀、齋藤伸吾、佐々木公平、後藤健、増井建和、山口智広、本田徹、倉又朗人、東脇正高
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京都目黒区東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Valence band structure of monoclinic gallium oxide studied by polarized optical measurements2015

    • 著者名/発表者名
      T. Onuma, S. Saito, K. Sasaki, K. Goto, T. Masui, T. Yamaguchi, T. Honda, and M. Higashiwaki
    • 学会等名
      The Collaborative Conference on Crystal Growth 2015 (3CG 2015)
    • 発表場所
      Eaton Hotel, Kowloon, Hong Kong
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical anisotropy in (010) plane of beta-Ga2O3 single crystals2015

    • 著者名/発表者名
      T. Onuma, S. Saito, K. Sasaki, K. Goto, T. Masui, T. Yamaguchi, T. Honda, and M. Higashiwaki
    • 学会等名
      1st International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials (IWGO-1)
    • 発表場所
      京都府京都市京都大学桂キャンパス
    • 年月日
      2015-11-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Beta-Ga2O3結晶の(010)面における光学的異方性2015

    • 著者名/発表者名
      尾沼猛儀、齋藤伸吾、佐々木公平、増井建和、山口智広、本田徹、東脇正高
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] "Determination of Direct and Indirect Bandgap-energies of beta-Ga2O3 by polarized transmittance and reflectance spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      T. Onuma, S. Saito, K. Sasaki, T. Masui, T. Yamaguchi, T. Honda, and M. Higashiwaki
    • 学会等名
      57th Electronic Materials Conference (EMC-57)
    • 発表場所
      The Ohio State University, Columbus, Ohio, USA
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical anisotropy in beta-Ga2O3 crystals grown by melt-growth methods2015

    • 著者名/発表者名
      T. Onuma, S. Saito, K. Sasaki, T. Masui, T. Yamaguchi, T. Honda, and M. Higashiwaki
    • 学会等名
      International Conference on Light-Emitting Devices and Thier Industrial Applications ’15 (LEDIA ’15)
    • 発表場所
      神奈川県横浜市横浜国際平和会議場(パシフィコ横浜)
    • 年月日
      2015-04-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] (-201) Ga2O3基板上へのAlN薄膜のRF-MBE成長2015

    • 著者名/発表者名
      東脇 正高、中田 義昭、倉又 朗人、山腰 茂伸
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川県平塚市東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] β-Ga2O3結晶の透過と反射スペクトルの偏光依存性2015

    • 著者名/発表者名
      尾沼 猛儀、齋藤 伸吾、佐々木 公平、増井 建和、山口 智広、本田 徹、東脇 正高
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川県平塚市東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ga2O3基板の光学的特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      尾沼 猛儀、山口 智広、伊藤 雄三、本田 徹、佐々木 公平、増井 建和、東脇 正高
    • 学会等名
      日本学術振興会第162委員会第91回研究会「酸化物材料の最近の進展」
    • 発表場所
      東京都品川区京都大学東京オフィス
    • 年月日
      2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] AlOx/AlN/GaNヘテロ構造の発光特性2014

    • 著者名/発表者名
      尾沼 猛儀、杉浦 洋平、山口 智広、本田 徹、東脇 正高
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道札幌市北海道大学札幌キャンパス
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] In-situ RF-MBE growth of AlOx/AlN/GaN heterostructures2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Sugiura, T. Yamaguchi, T. Honda, and M. Higashiwaki
    • 学会等名
      International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS 2013)
    • 発表場所
      兵庫県神戸市神戸国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] In-situ RF-MBEによるる窒化物構造上AlOx薄膜の結晶成長2013

    • 著者名/発表者名
      杉浦 洋平、本田 徹、東脇 正高
    • 学会等名
      第5回窒化物半導体結晶成長講演会
    • 発表場所
      大阪府吹田市大阪大学吹田キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] RF-MBE growth of AlOx/AlN/GaN heterostructures2013

    • 著者名/発表者名
      杉浦 洋平、山口 智広、本田 徹、東脇 正高
    • 学会等名
      32nd Electronic Materials Syposium
    • 発表場所
      滋賀県守山市ラフォーレ琵琶湖
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Polarized Raman spectra in β-Ga2O3 crystals2013

    • 著者名/発表者名
      T. Onuma, S. Fujioka, T. Yamaguchi, M. Higashiwaki, K. Sasaki, T. Masui, and T. Honda
    • 学会等名
      17th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-17)
    • 発表場所
      University of Warsaw, Warsaw, Poland
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Crystallized AlOx/AlN/GaN heterostructures grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Sugiura, T. Honda, and M. Higashiwaki
    • 学会等名
      10th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-10)
    • 発表場所
      Gaylord National Hotel and Convention Center, Washington, D.C., USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] In-situ RF-MBEによるAlN/GaNヘテロ構造上へのAlOx薄膜成長2013

    • 著者名/発表者名
      杉浦 洋平、本田 徹、東脇 正高
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      京都府京田辺市同志社大学京田辺キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] β-Ga2O3結晶における青色発光強度と抵抗率の相関2013

    • 著者名/発表者名
      尾沼 猛儀、藤岡 秀平、山口 智広、東脇 正高、佐々木 公平、増井 建和、本田 徹
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      京都府京田辺市同志社大学京田辺キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 次世代パワー半導体の高性能化とその産業展開2015

    • 著者名/発表者名
      東脇 正高
    • 総ページ数
      251
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 情報通信研究機構 未来ICT研究所 グリーンICTデバイス先端開発センター

    • URL

      http://www2.nict.go.jp/green/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 情報通信研究機構 未来ICT研究所 グリーンICTデバイス先端開発センター

    • URL

      http://www2.nict.go.jp/green/index.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 情報通信研究機構 未来ICT研究所 グリーンICTデバイス先端開発センター

    • URL

      http://www2.nict.go.jp/advanced_ict/green/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2022-02-16  

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