無機半導体を用いた新規高性能フレキシブル・フラットパネル・ディスプレイの開発

• 研究課題/領域番号: 25420314
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 秋田大学
• 研究代表者: 佐藤 祐一 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (70215862)
• 研究分担者: 齋藤 嘉一 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (10302259)
• 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: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 半導体 / 薄膜 / 半導体薄膜

研究成果の概要

本研究では、無機半導体を用いた新規高性能フラットパネルディスプレイの実現に向け、その周辺技術を開発することに重点を置いて研究を進めた。最も重要な点は、Ⅲ族窒化物半導体薄膜のエピタキシャル成長が可能な単結晶基板ではなく、結晶に対する配向規制力が一様ではない、あるいは存在しない非単結晶基板の上に当該薄膜の高品質結晶を形成することである。当該薄膜の形成は高周波プラズマによる窒素ガス励起方式の活性窒素源を有する分子線エピタキシー装置により行った。得られた各薄膜についてＸ線回折測定による結晶性の解析やフォトルミネセンス特性の評価などを主に行った。

研究成果

• [雑誌論文] Morphologies and photoluminescence properties of GaN-based thin films grown on non-single-crystalline substrates (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Sato, Atomu Fujiwara, Shota Ishizaki, Shun Nakane, and Yoshifumi Murakami
  • 雑誌名: Phys. Status Solidi C 巻: 14 号: 1-2
  • DOI: 10.1002/pssc.201600151
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] GaN Thin-Film-Depositions on Glass and Amorphous-SiO2-Layer-Deposited Si Single-Crystalline Substrates (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Sato
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 879 ページ: 1703-1708
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.879.1703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zr-Content Dependence of Electrical Properties in Heat-Treated In2O3: Zr Thin Films Grown on a Sapphire Substrate by Sputtering (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Sato, Minoru Hatakeyama, Yuhei Muraki, Kazuki Sonoda, and Yoshifumi Murakami
  • 雑誌名: International Journal of Advanced Applied Physics Research 巻: ３ 号: 1 ページ: 1-4
  • DOI: 10.15379/2408-977x.2016.03.01.01
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Some Properties of Group-Ⅲ Nitride Thin Films Directly Grown on Non-Single-Crystalline Substrates by Using a Molecular Beam Epitaxy Apparatus (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Sato, Shota Ishizaki, Yoshifumi Murakami, Mohamad Idham, Nur Ain, and Tatsuya Matsunaga
  • 雑誌名: J. Mod. Phys. 巻: 6 号: 09 ページ: 1289-1297
  • DOI: 10.4236/jmp.2015.69134
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ⅲ族窒化物太陽電池における下部透明電極用In2O3系薄膜のスパッタリング法による作製及び諸特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村木佑平、佐藤祐一
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌C 巻: J98-C ページ: 302-308
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of two-step heat treatment on properties of In2O3:Zr thin film epitaxially grown on c-face sapphire substrate (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Sato, Tadahiko Aoshima, and Yuhei Muraki
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of high-indium-content InGaN:Mg thin films by MBE method with dual RF nitrogen plasma cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Sato, Tatsuya Matsunaga, Hiroki Takemoto, Yoshifumi Murakami, Yuhei Muraki, and Syota Ishizaki
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 53 号: 11S ページ: 11RC04-11RC04
  • DOI: 10.7567/jjap.53.11rc04
  • NAID: 210000144633
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of GaN-related Epitaxial Thin Films Grown on Sapphire Substrates as Transparent Conducting Electrodes (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Sato and Tatsuya Matsunaga
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 783-786 ページ: 1652-1657
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.783-786.1652
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solid phase growth of some metal and metal oxide thin films on sapphire and quartz glass substrates (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Sato, Toshifumi Suzuki, Hiroyuki Mogami, Fumito Otake, Hirotoshi Hatori, Suguru Igarashi
  • 雑誌名: Materials science Forum 巻: 753 ページ: 505-509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variation of growth rate in InN molecular-beam-epitaxy growth using multiple radio-frequncy plasma cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Sato, Kosuke Funaki
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 52
  • 査読あり
• [学会発表] 非単結晶基板上GaN 系ナノ柱状結晶形成におけるIn 同時供給の影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤原 亜斗武，下村 和輝，石崎 翔太，佐藤 祐一
  • 学会等名: 2017年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 名城大学，名古屋市
  • 年月日: 2017-03-22
• [学会発表] 非単結晶基板上に形成したGaN系半導体薄膜の表面モフォロジー (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤原 亜斗武，中根 駿，石崎 翔太，村上 佳詞，佐藤 祐一
  • 学会等名: 2016年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会
  • 発表場所: 北海道大学，札幌市
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] Variations in Photoluminescence Properties of GaN-based Thin Films Directly Grown on an Amorphous Quartz Glass Substrate (2016)
  • 著者名/発表者名: Atom Fujiwara, Shota Ishizaki, Shun Nakane, Yoshifumi Murakami, and Yuichi Sato
  • 学会等名: ISCS2016 The 43rd International Symposium on Compound Semiconductors
  • 発表場所: Toyama, Japan
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会
• [学会発表] Reactive plasma depositions of gallium nitride thin films on amorphous substrates and their properties (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Sato
  • 学会等名: THERMEC'2016 Internatonal Conference on Processing and Manufacturing of Advanced Materials
  • 発表場所: Graz, Austria
  • 年月日: 2016-05-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Annealing of In2O3:Zr Thin Films Grown on a Sapphire Substrate by Sputtering Method and Variations in the Electrical Properties as a Function of the Zr-Contents (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Sato, Minoru Hatakeyama, Yuhei Muraki, Kazuki Sonoda, and Yoshifumi Murakami
  • 学会等名: 25th Int. Photovoltaic Science and Engineeering Conference
  • 発表場所: BEXCO, プサン、韓国
  • 年月日: 2015-11-15
  • 国際学会
• [学会発表] Enhancement of the Band-Edge Emission in Photoluminescence Spectra of GaN-Based Thin Films Grown on a Quartz Glass Substrate (2015)
  • 著者名/発表者名: Shota Ishizaki, Yoshifumi Murakami, Atomu Fujiwara, Shun Nakane, and Yuichi Sato
  • 学会等名: 6th Int. Symposium on Growth of Ⅲ-Nitrides
  • 発表場所: アクトシティ、浜松市
  • 年月日: 2015-11-08
  • 国際学会
• [学会発表] Control of Optical-Absorption-Edge of InN Thin Films without Their Crystal-Structure-Changes by a Low-Temperature Heat-Treatment (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshifumi Murakami, Shota Ishizaki, and Yuichi Sato
  • 学会等名: 6th Int. Symposium on Growth of Ⅲ-Nitrides
  • 発表場所: アクトシティ、浜松市
  • 年月日: 2015-11-08
  • 国際学会
• [学会発表] 石英ガラス基板上GaN薄膜のPLスペクトルにおける バンド端発光強度の変化に関する検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石崎 翔太、藤原 亜斗武、中根 駿、村上 佳詞、松永 竜弥、佐藤 祐一
  • 学会等名: 2015年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会
  • 発表場所: 東北大学、仙台市
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] InN薄膜の光学吸収端の不純物ドーピング または酸化処理による変化に関する検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村上 佳詞、石崎 翔太、佐藤 祐一
  • 学会等名: 2015年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会
  • 発表場所: 東北大学、仙台市
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] Properties of GaN and InGaN Thin Films Grown on Non-Single-Crystalline Substrates by MBE Using Single or Dual Nitrogen Plasma Cells (2015)
  • 著者名/発表者名: YUICHI SATO, SYOTA ISHIZAKI, YOSHIFUMI MURAKAMI, MOHAMAD IDHAM, NUR AIN, YUHEI MURAKI , AND TATSUYA MATSUNAGA
  • 学会等名: ISPlasma2015
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-31
• [学会発表] Investigation on Sputter-Growths of In2O3 based Under-Electrodes on a Sapphire Substrate for Group-Ⅲ Nitride Solar Cells (2015)
  • 著者名/発表者名: YUHEI MURAKI, SYOTA ISHIZAKI, YOSHIFUMI MURAKAMI, AND YUICHI SATO
  • 学会等名: ISPlasma2015
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-31
• [学会発表] 非単結晶基板上に成長したⅢ族窒化物半導体薄膜の結晶性および光学的特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石崎 翔太，村上 佳詞，松永 竜弥，モハマド イドハム，佐藤 祐一
  • 学会等名: 2015年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-13
• [学会発表] 不純物をドープした非晶質基板上Ⅲ族窒化物半導体薄膜の電気的特性の評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村上 佳詞， 石崎 翔太， ヌル アイン， 村木 佑平， 佐藤 祐一
  • 学会等名: 2015年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-13
• [学会発表] Ⅲ族窒化物薄膜太陽電池における透明下地層用In2O3系薄膜の低抵抗率化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村木 佑平，石崎 翔太， 村上 佳詞， 畠山 穣， 佐藤 祐一
  • 学会等名: 2015年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-13
• [学会発表] Two-Step Heat-Treatment Effects on Properties of In2O3 Based Transparent Conducting Thin Films Epitaxially Grown on Sapphire Substrate (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Aoshima, Y. Muraki, and Y. Sato
  • 学会等名: The 6th World Conf. on Photovoltaic Energy Conversion
  • 発表場所: 京都国際会館
  • 年月日: 2014-11-23 – 2014-11-27
• [学会発表] 非晶質基板上に作製したGaNおよびInGaN薄膜の結晶性および光学的特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石崎 翔太，村上 佳詞，松永 竜弥，モハマド イドハム，佐藤 祐一
  • 学会等名: 平成26年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-22
• [学会発表] 非晶質基板上に作製したGaNおよびInGaN薄膜の電気的特性の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村上 佳詞，石崎 翔太，松永 竜弥，ヌル アイン，佐藤 祐一
  • 学会等名: 平成26年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-22
• [学会発表] サファイアおよび石英上ZrドープIn2O3薄膜のスパッタ成膜時の酸素分圧に対する諸特性の変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村木 佑平, 青島 忠彦, 畠山 穣, 佐藤 祐一
  • 学会等名: 平成26年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-22
• [学会発表] On the growth of In-rich InGaN thin films by molecular beam epitaxy using multiple RF plasma cells and their p-type conduction (2014)
  • 著者名/発表者名: Tastuya Matsunaga, Hiroki Takemoto, Syota Ishizaki, Yoshifumi Murakami, Yuhei Muraki, Tadahiko Aoshima, Yuichi Sato
  • 学会等名: ISPlasma2014/IC-PLANTS2014
  • 発表場所: 名城大学、名古屋市
• [学会発表] 非単結晶基板上へのIII族窒化物半導体薄膜の結晶成長および諸特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石崎翔太、松永竜弥、村上佳詞、村木佑平、青島忠彦、佐藤祐一
  • 学会等名: 2014年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 新潟大学、新潟市
• [学会発表] Solid phase heteroepitaxial growth of metal thin films on sapphire substrates (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Sato, Hirotoshi Hatori, Suguru Igarashi
  • 学会等名: 5th Int. Conf. on Recrystallization and Grain Growth
  • 発表場所: Sydney, Australlia
• [学会発表] Properties of GaN and AlGaN thin films epitaxially grown on sapphire substrate as transparent conducting underlayers (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Sato, Tatsuya Matsunaga
  • 学会等名: Int. Conf on Processing and Manufacturing of Advanced Materials
  • 発表場所: Las Vegas, USA
  • 招待講演
• [産業財産権] 窒化物半導体の製造装置および製造方法 (2017)
  • 発明者名: 佐藤祐一，齋藤嘉一
  • 権利者名: 国立大学法人秋田大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-012847
  • 出願年月日: 2017-01-27