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希釈窒化物半導体中の欠陥の挙動およびデバイスの信頼性向上に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26390057
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 結晶工学
研究機関金沢工業大学

研究代表者

上田 修  金沢工業大学, 工学研究科, 教授 (50418076)

研究分担者 矢口 裕之  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (50239737)
連携研究者 池永 訓昭  金沢工業大学, 工学部, 准教授 (30512371)
八木 修平  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (30421415)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード希釈窒化物半導体 / 欠陥 / 光照射 / 劣化 / 点欠陥 / 転位 / 電子顕微鏡 / フォトルミネッセンス
研究成果の概要

GaInNAsなどの希釈窒化物半導体を用いた発光デバイスの劣化メカニズムを解明するために、結晶成長時に発生する欠陥を透過電子顕微鏡により評価するとともに、結晶にレーザ光を照射し、欠陥の形成・増殖について調べた。その結果、GaInNAs中には点欠陥クラスタ、転位ループなどの欠陥は観察されなかった。また、GaInNAs/GaAs SQW構造にレーザ照射を行うと、レーザパワー密度が低い場合には、発光効率が増加し、パワー密度が高い場合には、発光効率が瞬時に増加後、減少した。いずれの場合にも、特に新たな構造欠陥は形成されず、今後さらなる照射パワー密度の増強を行う必要がある。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 1件、 査読あり 14件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Self-organized growth of cubic InN dot arrays on cubic GaN using MgO (001) vicinal substrates2017

    • 著者名/発表者名
      K. Ishii, S. Yagi, and H. Yaguchi
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi B

      巻: 254 号: 2 ページ: 1600542-1600542

    • DOI

      10.1002/pssb.201600542

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural evaluation of defects in beta-Ga2O3 single crystals grown by edge-defined film-fed growth process2016

    • 著者名/発表者名
      O. Ueda N. Ikenaga, K. Koshi, K. Iizuka, A. Kuramata, K. Hanada, T. Moribayashi, S. Yamakoshi, and M. Kasu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 12 ページ: 1202BD-1202BD

    • DOI

      10.7567/jjap.55.1202bd

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of thermal annealing on the crystallization of low-temperature-grown In0.42Ga0.58As on InP substrate2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Tominaga, Y. Kadoya, H. Morioka, and O. Ueda
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 55 号: 11 ページ: 110313-110313

    • DOI

      10.7567/jjap.55.110313

    • NAID

      210000147219

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between crystal defects and leakage current in β-Ga2O3 Schottky barrier diodes2016

    • 著者名/発表者名
      M. Kasu, K. Hanada, T. Moribayashi, A. Hashiguchi, T. Oshima, T. Oishi, K. Koshi, K. Sasaki, A. Kuramata, and O. Ueda
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 12 ページ: 1202BB-1202BB

    • DOI

      10.7567/jjap.55.1202bb

    • NAID

      210000147271

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spectral change of intermediate band luminescence in GaP:N due to below-gap excitation: Discrimination from thermal activation2016

    • 著者名/発表者名
      N. Kamata, M. Suetsugu, D. Haque, S. Yagi, H. Yaguchi, F. Karlsson, P.O. Holtz
    • 雑誌名

      Physica Stat. Solidi. B

      巻: 254 号: 2 ページ: 1600566-1600566

    • DOI

      10.1002/pssb.201600566

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Observation of nanometer-sized crystalline grooves in as-grown β-Ga2O3 single crystals2016

    • 著者名/発表者名
      K. Hanada, T. Moribayashi, T. Uematsu, S. Masuya, K. Koshi, K. Sasaki, A. Kuramata, O. Ueda, and M. Kasu.
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 55 号: 3 ページ: 030303-030303

    • DOI

      10.7567/jjap.55.030303

    • NAID

      210000146118

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular beam epitaxial growth of intermediate-band materials based on GaAs:N δ-doped superlattices2015

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, K. Okada, S. Yagi, S. Naitoh, Y. Shoji, Y. Hijikata, Y. Okada, and H. Yaguchi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 54 号: 8S1 ページ: 08KA07-08KA07

    • DOI

      10.7567/jjap.54.08ka07

    • NAID

      210000145536

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of intermediate-band configulation in GaAs:N δ-doped superlattice2015

    • 著者名/発表者名
      K. Osada, T. Suzuki, S. Yagi, S. Naitoh, Y. Shoji, Y. Y. Hijikata, Y. Okada, and H. Yaguchi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 54 号: 8S1 ページ: 08KA04-08KA04

    • DOI

      10.7567/jjap.54.08ka04

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth temperature dependence of the surface segregation of Er atoms in GaAs during molecular beam epitaxy2015

    • 著者名/発表者名
      R. G. Jin, S. Yagi, Y. Hijikata, and H. Yaguchi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 5 ページ: 051201-051201

    • DOI

      10.7567/jjap.54.051201

    • NAID

      210000145121

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Microstructures of InN films on 4H-SiC (0001) substrate grown by RF-MBE2015

    • 著者名/発表者名
      P. Jantawongrit, S. Sanorpim, H. Yaguchi, M. Orihara, and P. Limsuwan
    • 雑誌名

      J. Semicond.

      巻: 36 号: 8 ページ: 083002-083002

    • DOI

      10.1088/1674-4926/36/8/083002

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reliability of InAs/GaAs Quantum Dot Lasers Epitaxially Grown on Silicon2015

    • 著者名/発表者名
      A. Y. Liu, R. W. Herrick, O. Ueda, P. M. Petroff, A. C. Gossard, and J. E. Bowers
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics

      巻: 21 号: 6 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1109/jstqe.2015.2418226

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced optical absorption due to E+-related band transition in GaAs:N2014

    • 著者名/発表者名
      S. Yagi, S. Noguchi, Y. Hijikata, S. Kuboya, K. Onabe, Y. Okada, and H.
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 7 号: 10 ページ: 102301-102301

    • DOI

      10.7567/apex.7.102301

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoreflectance study of the temperature dependence of excitonic transitions in dilute GaAsN alloys2014

    • 著者名/発表者名
      W. Okubo, S. Yagi, Y. Hijikata, K. Onabe, and H. Yaguchi
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi A

      巻: 211 号: 4 ページ: 752-755

    • DOI

      10.1002/pssa.201300462

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-principles study on the conduction band electron states of GaAsN alloys2014

    • 著者名/発表者名
      K. Sakamoto and H. Yaguchi
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi C

      巻: 11 号: 3-4 ページ: 911-913

    • DOI

      10.1002/pssc.201300531

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 中間バンド型GaPN混晶でのキャリア再結合過程の光学的評価2017

    • 著者名/発表者名
      根岸知華、ドゥラル ハク、鎌田憲彦、矢口裕之
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Gradual degradation in III-V and GaN-related optical devices2017

    • 著者名/発表者名
      O. Ueda
    • 学会等名
      Intensive Discussion on Growth of Nitride Semiconductors
    • 発表場所
      東北大学金属材料研究所(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2017-01-17
    • 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] EFG成長したβ-Ga2O3結晶中の欠陥のTEMを中心とした評価2017

    • 著者名/発表者名
      上田 修、池永訓昭
    • 学会等名
      日本学術振興会第161委員会第98回研究会
    • 発表場所
      長浜ロイヤルホテル(滋賀県・長浜市)
    • 年月日
      2017-01-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レーザ照射によるGaInNAs半導体の発光効率への影響2016

    • 著者名/発表者名
      米倉成一、高宮健吾、八木修平、上田 修、矢口裕之
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] InGaN/GaN単一量子井戸構造の光照射による劣化2016

    • 著者名/発表者名
      上田 修、山口敦史、谷本瞬平、西堀翔宣、熊倉一英、山本秀樹
    • 学会等名
      第35回電子材料シンポジウム
    • 発表場所
      ラフォーレ琵琶湖(滋賀県・守山市)
    • 年月日
      2016-07-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Optical Characterization of Carrier Recombination Processes in GaPN by Two-Wavelength Excited Photoluminescence2016

    • 著者名/発表者名
      M. Suetsugu, N. Kamata, S. Yagi, H. Yaguchi, T. Fukuda, F. Karlsson, and P. -O. Holtz
    • 学会等名
      43rd International Symposium on Compound Semiconductors
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県・富山市)
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Growth temperature dependence of crystalline state of low-temperature-grown InGaAs on InP substrates2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Tominaga, Y. Kadoya, H. Morioka, and O. Ueda
    • 学会等名
      EMN 3CG 2015
    • 発表場所
      Hong Kong(China)
    • 年月日
      2015-12-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical and Structural Characterization of GaAs:N δ-Doped Superlattices Grown by Molecular Beam Epitaxy2015

    • 著者名/発表者名
      S. Yagi, Y. Sato, N. Ueyama, T. Suzuki, K. Osada, Y. Okada, and H. Yaguchi
    • 学会等名
      5th Int. Workshop Epitaxial Growth and Fundamental Properties of Semiconductor Nanostructures
    • 発表場所
      Hsinchu(Taiwan)
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Epitaxial relationship of GaN grown on GaAs (110) by RF-molecular beam2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ikarashi, M. Orihara, S. Yagi, S. Kuboya, R. Katayama, and H. Yaguchi
    • 学会等名
      11th Int. Conf. Nitride Semiconductors
    • 発表場所
      Beijing(China)
    • 年月日
      2015-09-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lateral alignment of InN nano-scale dots grown on 4H-SiC (0001) vicinal substrates2015

    • 著者名/発表者名
      S. Mori, S. Yagi, M. Orihara, K. Takamiya, and H. Yaguchi
    • 学会等名
      11th Int. Conf. Nitride Semiconductors
    • 発表場所
      Beijing(China)
    • 年月日
      2015-09-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonradiative recombination pathway via the intermediate band in GaP1-xNx studied by below-gap excitation2015

    • 著者名/発表者名
      M. Suetsugu, M. Eriksson, K. F. Karlsson, P. O. Holtz, N. Kamata, S. Yagi, and H. Yaguchi
    • 学会等名
      28th Int. Conf. Defects in Semiconductors
    • 発表場所
      Espoo(Finland)
    • 年月日
      2015-07-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GaAs:N δドープ超格子を有する太陽電池の二段階吸収2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木智也, 八木修平, 土方泰斗, 岡田至崇, 矢口裕之
    • 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(神奈川県・平塚市)
    • 年月日
      2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Control of Intermediate Band Configuration in GaAs:N δ-doped Superlattice2014

    • 著者名/発表者名
      K. Osada, T, Suzuki, S. Yagi, S. Naito, Y. Shoji, Y. Okada, Y. Hijikata, and H. Yaguchi
    • 学会等名
      6th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府・京都市)
    • 年月日
      2014-11-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular Beam Epitaxy Growth of Intermediate Band Materials Based on GaAs:N δ-Doped Superlattices2014

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, K. Osada, S. Yagi, S. Naito, Y. Hijikata, Y. Okada, and H. Yaguchi
    • 学会等名
      6th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府・京都市)
    • 年月日
      2014-11-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 中間バンド型太陽電池に向けたGaAs:Nδドープ超格子のMBE成長2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木智也, 長田一輝, 八木修平, 内藤俊弥, 土方泰斗, 岡田至崇, 矢口裕之
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Degradation of InGaN/GaN SQW Structure under Optical Irradiation2014

    • 著者名/発表者名
      O. Ueda, A. A. Yamaguchi, S. Tanimoto, S. Nishibori, K. Kumakura, and H. Yamamoto
    • 学会等名
      International Workshop on Nitride Semiconductors IWN 2014
    • 発表場所
      Wroclaw (Poland)
    • 年月日
      2014-08-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Anomalous excitation power dependence of the luminescence from GaAsN/GaAs quantum well2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamazaki, S. Yagi, Y. Hijikata, K. Onabe, and H. Yaguchi
    • 学会等名
      The 41st International Symposium on Compound Semiconductors
    • 発表場所
      Montpellier (France)
    • 年月日
      2014-05-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] 新版 信頼性ハンドブック2014

    • 著者名/発表者名
      眞田 克、弓削哲史、横川慎二、松尾陽太郎、山本繁晴、青木雄一、田中浩和、伊藤貞則、岩谷康次郎、二川 清、上田 修、他
    • 総ページ数
      944
    • 出版者
      株式会社日科技連出版社
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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