ダイヤモンド・窒化アルミニウムを用いた紫外線ハイブリッド環境デバイスの実現

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21760268
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 井村 将隆 独立行政法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, ICYS-MANA研究員 (80465971)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: ダイヤモンド / 窒化物半導体 / 電子デバイス / ヘテロ構造

研究概要

有機金属気相成長(MOVPE)法を用いてダイヤモンド基板上に窒化アルミニウム(AlN)をヘテロ成長させる技術を確立し、AlN/ダイヤモンドヘテロ構造を用いて、光デバイスでなく電子デバイスである電界効果トランジスタ(FET)を試作した。その結果、デバイスがpチャネルFET特性を示し、ノーマリーオンモードで動作することを実証した。また次世代パワーデバイス実現のための新たな手法として、AlN/ダイヤモンドヘテロ構造型FETを世界に先駆けて提案した。

研究成果

• [雑誌論文] Demonstration of Diamond Field Effect Transistors by AlN/Diamond Heterostructure (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Imura, R.Hayakawa, E.Watanabe, M.Y.Liao, Y.Koide, H.Amano
  • 雑誌名: Physica Status Solidi (RRL) 3 ページ: 125-127
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of polar direction of AlN grown on (0001) sapphire and 6H-SiC substrates by high-temperature metal-organic vapor phase epitaxy using coaxial impact collision ion scattering spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Imura, T.Ohnishi, M.Sumiya, M.Y.Liao, Y.Koide, H.Amano, M.Lippmaa
  • 雑誌名: Physica Status Solidi (c) 7 ページ: 2365-2367
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth mechanism of c-axis-oriented AlN on (111) diamond substrates by metal-organic vapor phase epitaxy (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Imura, K.Nakajima, M.Y.Liao, Y.Koide, H.Amano
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 312 ページ: 1325-1328
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure of AlN with two-domain structure on (001) diamond substrate grown by metal-organic vapor phase epitaxy (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Imura, K.Nakajima, M.Y.Liao, Y.Koide, H.Amano
  • 雑誌名: Diamond, Related Materials 10 ページ: 131-133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth mechanism of c-axis oriented AlN on (001) diamond substrates by metal-organic vapor phase epitaxy (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Imura, K.Nakajima, M.Y.Liao, Y.Koide, H.Amano
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 312 ページ: 368-372
  • 査読あり
• [学会発表] Diamond Field Effect Transistors by AlN/Diamond Heterostructure (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Imura, R.Hayakawa, H.Oosato, E.Watanabe, D.Tsuya, M.Y.Liao, Y.Koide, H.Amanol.
  • 学会等名: International Conference on New Diamond and Nano Carbons 2011 (NDNC2011)
  • 発表場所: Kunibiki Nesse, Matsue, Japan.
  • 年月日: 2011-05-19
• [学会発表] Demonstration of AlN/Diamond Heterostructure Field Effect Transistors (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Imura, R.Hayakawa, H.Oosato, E.Watanabe, D.Tsuya, M.Y.Liao, Y.Koide, H.Amanol.
  • 学会等名: MANA International Symposium 2011 (MANA Sympo.2011)
  • 発表場所: Epochal Tsukuba, Tsukuba, Japan.
  • 年月日: 2011-03-03
• [学会発表] Growth of AlN on (001), (110), and (111) diamond substrates (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Imura, K.Nakajima, M.Y.Liao, Y.Koide, H.Amano
  • 学会等名: The 4th International Conference on New Diamond and Nano Carbons (NDNC2010)
  • 発表場所: the Garden hotel, Suzhou, China.
  • 年月日: 2010-05-17
• [学会発表] 様々な面のダイヤモンド基板上への窒化アルミニウム結晶成長 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井村将隆、中島清美、廖梅勇、小出康夫、天野浩
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学.
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] Microstructure of AlN layer on (001) and (111) diamond substrates by metal organic vapor phase epitaxy (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Imura, K.Nakajima, M.Y.Liao, Y.Koide, H.Amano
  • 学会等名: MANA International Symposium 2010 (MANA Sympo.2010)
  • 発表場所: Epochal Tsukuba, Tsukuba, Japan.
  • 年月日: 2010-03-04
• [学会発表] Analysis of polar direction of AlN grown by metal-organic vapor phase epitaxy using coaxial impact collision ion scattering spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Imura, T.Ohnishi, M.Sumiya, M.Y.Liao, Y.Koide, H.Amano, M.Lippmaa
  • 学会等名: The 36th International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS2009)
  • 発表場所: University of California, Santa Barbara, USA.
  • 年月日: 2009-09-01
• [学会発表] Microstructure analysis for growth process of AlN layer on (001) and (111) diamond substrates by a metal-organic vapor phase epitaxy (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Imura, K.Nakajima, M.Y.Liao, Y.Koide, H.Amano
  • 学会等名: The 17th American Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ACCGE17)
  • 発表場所: Lake Geneva, Wisconsin, USA.
  • 年月日: 2009-08-12
• [学会発表] MOVPE法による(001)面ダイヤモンド基板上の窒化アルミニウムの成長 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井村将隆、中島清美、廖梅勇、小出康夫、天野浩
  • 学会等名: 第28回電子材料シンポジウム
  • 発表場所: ラフォーレ琵琶湖.
  • 年月日: 2009-07-10
• [学会発表] Growth of AlN on (001) diamond substrate by metal-organic vapor phase epitaxy (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Imura, K.Nakajima, M.Y.Liao, Y.Koide, H.Amano
  • 学会等名: The 3rd International Conference on New Diamond and Nano Carbons (NDNC2009)
  • 発表場所: Traverse City, Michigan, USA.
  • 年月日: 2009-06-09
• [産業財産権] 電界効果トランジスタ及びその製造方法 (2010)
  • 発明者名: 井村将隆、小出康夫、リャオメイヨン、早川竜馬、天野浩
  • 権利者名: 井村将隆
  • 産業財産権番号: 特願,特願2010-231352
  • 出願年月日: 2010-10-14