酸化亜鉛系混晶自立ウエファーの素子応用に向けた基礎研究

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20246007
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 大橋 直樹 独立行政法人物質・材料研究機構, 光材料センター, センター長 (60251617)
• 研究分担者: 坂口 勲 独立行政法人物質・材料研究機構, 光材料センター, 主幹研究員 (20343866) ; 和田 芳樹 独立行政法人物質・材料研究機構, 光材料センター, 主幹研究員 (90343847) ; 羽田 肇 独立行政法人物質・材料研究機構, センサ材料センター, センター長 (70354420) ; 安達 裕 独立行政法人物質・材料研究機構, 光材料センター, 主任研究員 (30354418) ; 石垣 隆正 法政大学, 理工学部, 教授 (40343842)
• キーワード: 酸化亜鉛 / 半導体ウエファー / 欠陥構造 / 表面構造

研究概要

酸化亜鉛・酸化マグネシウム系の混晶結晶について、その実用化を見据え、熱安定性の検討、デバイス用ウエファーとしての重要な機能である表面状態について、昨年度に導入した研磨装置を用い、その研磨プロセスの最適化を検討すると共に、電子状態や、電気機械結合特性に関する検討を進めた。
ウエファーに関しては、アルミニウムなどを添加した導電性制御に着目した検討を行った結果、液相エピタキシーで成長した結晶で、10^<19>cm^<-3>までのドーピングが可能であり、また、液相エピタキシーの手段で得られるドーパント濃度は、平衡論に支配される固溶限界によって支配されることを明らかにした。また、昨年度導入した研磨装置を利用した研磨条件の検討を行い、原子レベル平坦な表面を得るためのプロセスの最適化を実施した。
また、ウエファーの機械的性質は工業的応用、あるいは、圧電センサとしての応用の上で重要であることから、混晶バルク結晶の絶縁体化を検討し、絶縁性の結晶を得ると共に、その電気機械結合係数の測定を行い、その圧電特性の検討を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Development of ZnO-based surface plasmon resonance gas sensor and analysis of UV irradiation effect on NO_2 desorption from ZnO thin films (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Watanabe, K.Matsumoto, T.Ohgaki, I.Sakaguchi, N.Ohashi, S.Hishita, H.Haneda
  • 雑誌名: JOURNAL OF THE CERAMIC SOCIETY OF JAPAN 118 ページ: SI 193-196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and characterization of (ZnO)-O-18/(ZnO)-O-16 isotope heterostructure thin films (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Matsumoto, Y.Adachi, I.Sakaguchi, N.Ohashi, H.Haneda H
  • 雑誌名: JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY 30 ページ: 423-428
  • 査読あり
• [雑誌論文] properties of gallium- and aluminum-doped bulk ZnO obtained from single-crystals grown by liquid phase epitaxy (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Kobayashi, N.Ohashi, H.Sekiwa, I.Sakaguchi, M.Miyamoto, Y.Wada, Y.Adachi, K.Matsumoto, H.Haneda
  • 雑誌名: JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH 311 ページ: 4408-4413
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of ZnO/Glass/ZnO Structures Showing Highly Nonlinear Current-Voltage Characteristics (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Ohashi, K.Kataoka, T.Ohgaki, I.Sakaguchi, H.Haneda
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 50 ページ: 1060-1066
  • 査読あり
• [学会発表] 酸化亜鉛透明導電体中の欠陥構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: LI Baoe, 李建永, 安達裕, 坂口勲, 大串秀世, 上田茂典, 吉川英樹, 松本研司, 小林啓介, 羽田肇, 大橋直樹
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2010年年会
  • 発表場所: 東京農工大学、小金井市
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] Hard-X-ray Photoelectron Spectroscopy on Zinc Oxide and its Related Alloys (2009)
  • 著者名/発表者名: 大橋直樹
  • 学会等名: Materials Research Society 2009 Fall meeting
  • 発表場所: ハイネコンベンションセンター マサチュウセッツ州ボストン市、米国
  • 年月日: 2009-12-01
• [学会発表] Charge compensation and interfacial structure of oxides for electric applications (2009)
  • 著者名/発表者名: 大橋直樹
  • 学会等名: Materials Science & Technology 2009 Conference and Exhibition
  • 発表場所: David L.Lawrence Convension Center,ピッツバーグ,米国
  • 年月日: 2009-10-25
• [学会発表] Polarity determination of ZnO films by x-ray diffraction using anomalous dispersion (2009)
  • 著者名/発表者名: 安達裕, 大橋直樹, 坂口勲, 羽田肇
  • 学会等名: 応用物理学会2009年秋季第70回学術講演会
  • 発表場所: 富山大学、富山市
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] 酸化物半導体・光学材料としての酸化亜鉛 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大橋直樹
  • 学会等名: 第2回光材料・応用技術研究会
  • 発表場所: 機械振興会館、東京都
  • 年月日: 2009-08-28
• [学会発表] Controlling of functions in oxides for optical and electronic applications (2009)
  • 著者名/発表者名: 大橋直樹
  • 学会等名: annual IGERT Nanotechnology Conference
  • 発表場所: Washington州立大学、米国
  • 年月日: 2009-06-12
• [学会発表] Analysis of. oxygen self-diffusion in oxide ceramics/Analysis of oxygen self-diffusion in oxide ceramics (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂口勲, 松本研司, 中川翼, 大橋直樹, 羽田肇
  • 学会等名: The 11th International Symposium on SIMS in Japan
  • 発表場所: 成蹊大学、東京都
  • 年月日: 2009-06-11