窒化物半導体集積デバイスとSi-CMOS集積回路のウェハレベル融合とセンサ応用

• 研究課題/領域番号: 25420330
• 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: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 岡田 浩 豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 准教授 (30324495)
• 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: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 窒化物半導体 / シリコン集積回路 / 一体化技術 / デバイス作製技術 / 半導体欠陥評価 / LED / トランジスタ / 表面パッシベーション / 異種基板接合 / イオン注入技術 / 欠陥評価 / 窒化物半導体におけるダメージ評価

研究成果の概要

窒化物半導体とシリコン集積回路を一体した新規デバイス及びシステムの実現に向け、新しい絶縁膜堆積技術やウェハ接合技術などの開発を行い、新しいセンサや電子デバイス応用に向けた検討、並びに窒化物半導体へのプロセスダメージの影響の検討を行った。一体化基板上に窒化物半導体マイクロLEDと、これを駆動するシリコントランジスタを隣接して形成し、同一基板上のシリコン回路によるLEDの発光制御に世界で初めて成功した。

研究成果

• [国際共同研究] Universite Pierre et Marie Curie(フランス)
• [国際共同研究] University of Paderborn(ドイツ)
• [雑誌論文] Investigation of HCl-based surface treatment for GaN devices (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Okada, Masatohi Shinohara, Yutaka Kondo, Hiroto Sekiguchi, Keisuke Yamane and Akihiro Wakahara
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1709 ページ: 020011-020011
  • DOI: 10.1063/1.4941210
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fabrication of Si/SiO2/GaN structure by surface-activated bonding for monolithic integration of optoelectronic devices (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Tsuchiyama, Keisuke Yamane, Hiroto Sekiguchi, Hiroshi Okada, and Akihiro Wakahara
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55 号: 5S ページ: 05FL01-05FL01
  • DOI: 10.7567/jjap.55.05fl01
  • NAID: 210000146564
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical vapor deposition of silicon nitride film enhanced by surface-wave plasma for surface passivation of AlGaN/GaN device (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Okada, K. Kawakami, M. Shinohara, T. Ishimaru, H. Sekiguchi, A. Wakahara and M. Furukawa
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 41 ページ: 41-46
  • DOI: 10.1063/1.4913542
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High Proton Radiation Tolerance of InAsSb Quantum-Well-Based micro-Hall Sensors (2014)
  • 著者名/発表者名: Abdelkader Abderrahmane, Pil Ju Ko, Hiroshi Okada, Shin-Ichiro Sato, Takeshi Ohshima, Ichiro Shibasaki, Adarsh Sandhu
  • 雑誌名: IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS 巻: 35 号: 12 ページ: 1305-1307
  • DOI: 10.1109/led.2014.2359879
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton Irradiation Enhancement of Low-Field Negative Magnetoresistance Sensitivity of AlGaN/GaN-Based Magnetic Sensor at Cryogenic Temperature (2014)
  • 著者名/発表者名: Abdelkader Abderrahmane, Pil Ju Ko, Hiroshi Okada, Shin-Ichiro Sato, Takeshi Ohshima, Adarsh Sandhu
  • 雑誌名: IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS 巻: 35 号: 11 ページ: 1130-1132
  • DOI: 10.1109/led.2014.2358613
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organometallic chemical vapor deposition of silicon nitride films enhanced by atomic nitrogen generated from surface-wave plasma (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Okada, M. Kato, T. Ishimaru, M. Furukawa, H. Sekiguchi, and A. Wakahara
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1585 ページ: 64-67
  • DOI: 10.1063/1.4866620
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of annealing on proton irradiated AlGaN/GaN based micro-Hall sensors (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Abderrahmane, H. Takahashi, T. Tashiro, P. J. Ko, H. Okada, S. Sato, T. Ohshima and A. Sandhu
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1585 ページ: 123-127
  • DOI: 10.1063/1.4866629
  • 査読あり
• [雑誌論文] Partial recovery of the magnetoelectrical properties of AlGaN/GaN-based micro-Hall sensors irradiated with protons (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Abderrahmane, T. Tashiro, H. Takahashi, P. J. Ko, H. Okada, S. Sato, T. Ohshima, and A. Sandhu
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 104 号: 2
  • DOI: 10.1063/1.4861902
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Proton Irradiation Effects on p- and n-Type GaN Based-on Two-Terminal Resistance Dependence on 380keV Proton Fluence (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Okada, Y. Okada, H. Sekiguchi, A. Wakahara, S. Sato, and T. Ohshima
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Electronics 巻: E97.C 号: 5 ページ: 409-412
  • DOI: 10.1587/transele.E97.C.409
  • NAID: 130004519108
  • ISSN: 0916-8524, 1745-1353
  • 査読あり
• [学会発表] Si/SiO2/GaN-LED構造を用いたSi-MOSFETおよびLEDのモノリシック集積 (2016)
  • 著者名/発表者名: 土山和晃、宇都宮脩、中川翔太、山根啓補、関口寛人、岡田浩、若原昭浩
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学 (東京都目黒区)
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] イオン注入技術を用いたプレーナ型GaN-LEDの作製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上月 誠也、土山 和晃、山根 啓輔、関口 寛人、岡田 浩、若原 昭浩
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学 (東京都目黒区)
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] MOSトランジスタ及び発光素子の一貫形成に向けたSi / SiO2 / GaN / Sapphire 構造の熱耐性に関する調査 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮 脩、立原 佳樹、土山 和晃、山根 啓輔、関口 寛人、岡田 浩、若原 昭浩
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学 (東京都目黒区)
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Fabrication of Si/SiO2/GaN-LED wafer using surface activated bonding (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Tsuchiyama, K. Yamane, H. Sekiguchi, H. Okada, A. Wakahara
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Growth of III-Nitrides
  • 発表場所: Act City Hamamatsu, Hamamatsu
  • 年月日: 2015-11-08
  • 国際学会
• [学会発表] Investigation of surface treatment and passivation for GaN-based transistors (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Okada, Masatoshi Shinohara, Yutaka Kondo, Hiroto Sekiguchi, Keisuke Yamane, and Akihiro Wakahara
  • 学会等名: The Irago Conference 2015
  • 発表場所: Irago Sea-Park and Spa, Tahara
  • 年月日: 2015-10-22
  • 国際学会
• [学会発表] AlGaN/GaNデバイスの表面パッシベーション膜堆積前処理の効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 篠原 正俊、近藤 佑隆、岡田 浩、関口 寛人、山根 啓輔、若原 昭浩
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Study of pretreatment for surface passivation layer deposition on AlGaN/GaN transistors (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Kondo, K. Kawakami, H. Okada, H. Sekiguchi, K. Yamane and A. Wakahara
  • 学会等名: 11th Topical Workshop on Heterostructure Microelectronics (TWHM 2015)
  • 発表場所: Hida Plaza Hotel (Hida)
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会
• [学会発表] Solar-Blind Ultraviolet Detector Based on Al0.49Ga0.51N/AlN Back-Illuminated Schottky Barrier Diode (2015)
  • 著者名/発表者名: Ousmane Barry, Hiroto Sekiguchi, Keisuke Yamane, Hiroshi Okada, Akihiro Wakahara, Hideto Miyake, Masakazu Hiramatsu
  • 学会等名: ISPlasma 2015 / IC-PLANTS2015
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-31
• [学会発表] Si / SiO2 / GaN系LED基板上への微小LEDの作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 土山 和晃、宇都宮 脩、山根 啓補、関口 寛人、岡田 浩、若原 昭浩
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス（神奈川県平塚市）
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] Chemical Vapor Deposition of Silicon Nitride Films Enhanced by Surface-Wave Plasma for GaN Devices (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Okada, K. Kawakami, T. Shinohara, T. Ishimaru, H. Sekiguchi, A. Wakahara, and M. Furukawa
  • 学会等名: The Irago Conference 2014
  • 発表場所: 産業技術総合研究所（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-07
• [学会発表] GaNテンプレート基板とSi基板の常温ウェハ接合 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土山和晃，田原浩行，山根啓補，関口寛人，岡田浩，若原昭浩
  • 学会等名: 2014年第75回応用物理学秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] 表面波プラズマを用いたシリコン系絶縁膜の化学気相堆積と窒化物半導体デバイスへの応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡田浩，川上恭平，石丸貴博，篠原正俊，古川雅一，若原昭浩，関口寛人
  • 学会等名: 2014年第75回応用物理学秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] Effect of GaN-based micro-LED size on optical characteristics （窒化ガリウム系微小発光ダイオードの発光特性における素子サイズ効果） (2014)
  • 著者名/発表者名: K.Tsuchiyama, H.Tahara, H.Sekiguchi, H. Okada and A. Wakahara
  • 学会等名: 第32回電子材料シンポジウム(EMS-33)
  • 発表場所: ラフォーレ修善寺（神奈川県伊豆市）
  • 年月日: 2014-07-11 – 2014-07-14
• [学会発表] 表面波プラズマを用いたシリコン窒化膜の化学気相堆積とデバイス応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川上恭平、石丸貴博、篠原正俊、岡田浩、古川雅一、若原昭浩、関口寛人
  • 学会等名: 電子情報通信学会 シリコン材料・デバイス研究会(ED、CPM、SDM研究会）
  • 発表場所: 名古屋大学VBL（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-29
• [学会発表] Proton irradiation effects on electrical and luminescence properties of GaN-based light emitting device (2013)
  • 著者名/発表者名: H.Okada, Y.Okada, H.Sekiguchi, A.Wakahara, S.Sato, and T.Ohshima
  • 学会等名: 10th Topical Workshop on Heterostructure Microelectronics (TWHM 2013)
  • 発表場所: 北海道函館市
  • 招待講演
• [学会発表] Metal Organic Chemical Vapor Deposition of Silicon-based Dielectric Films Enhanced by Surface-Wave Plasma (2013)
  • 著者名/発表者名: M.Kato, T.Ishimaru, H.Okada, M.Furukawa, H.Sekiguchi and A.Wakahara
  • 学会等名: The Irago Conference 2013
  • 発表場所: 愛知県田原市
• [学会発表] Electrical Characterization of Damages in GaN-based Light Emitting Diode Induced by Irradiations (2013)
  • 著者名/発表者名: H.Okada, Y.Okada, H.Sekiguchi, A.Wakahara, S.Sato and T.Ohshima
  • 学会等名: The Irago Conference 2013
  • 発表場所: 愛知県田原市
• [学会発表] Partially recovery of the electrical properties of AlGaN/GaN based micro-Hall sensors irradiated with protons (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Abderrahmane, T. Tashiro, H. Okada, S. Sato, T. Ohshima, and A. Sandhu
  • 学会等名: The Irago Conference 2013
  • 発表場所: 愛知県田原市
• [学会発表] Proton irradiation effects on p- and n-type GaN (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Okada, Y. Okada, H. Sekiguchi, A. Wakahara, S. Sato and T. Ohshima
  • 学会等名: 2013 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices (AWAD 2013)
  • 発表場所: 韓国ソウル市
• [備考] ResercherID (Hiroshi Okada)
  • URL: http://www.researcherid.com/rid/G-9612-2011