窒化ガリウムを用いた細胞培養監視用pHセンサの開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560332
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 敖 金平 徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (40380109)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: pHセンサ / 窒化ガリウム / AlGaN/GaN へテロ構造 / GaN MOSFET / 耐熱電極

研究概要

本研究では窒化ガリウム(GaN)系半導体 AlGaN/GaN へテロ構造を用い、細胞培養監視用 pHセンサの開発を目的とする。反応性スパッタリングにより高温に耐える TiN ショットキー電極を開発した。AlGaN/GaN へテロ構造上 pHセンサ用 GaN MOSFET のプロセスを最適化し、電子移動度 160 cm^<2>/Vs 台のデバイスが得られた。AlGaN/GaN へテロ構造を用いて pH センサの設計、試作、実装、評価を行い、 80℃まで pH センサとして動作が確認できた。各温度で理想値に近い感度が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Thermally stable TiN Schottky contact on AlGaN/GaN heterostructure (2013)
  • 著者名/発表者名: Jin-Ping Ao, Yoshiki Naoi, Yasuo Ohno
  • 雑誌名: Vacuum 巻: vol. 87, No. 1 ページ: 150-154
  • DOI: DOI:10.1016/j.vacuum.2012.02.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Dry Recess Process on Enhancement-Mode GaN Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors (2013)
  • 著者名/発表者名: Qingpeng Wang, Kentaro Tamai, Takahiro Miyashita, Shin-ichi Motoyama, Dejun Wang, Jin-Ping Ao, and Yasuo Ohno
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: vol. 52, No.1 ページ: 1-5
  • DOI: DOI:10.7567/JJAP.52.01AG02
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design Fabrication and Characterization of GaN MOSFET (in Chinese) (2012)
  • 著者名/発表者名: 王青鵬, 江〓, 敖金平, 王徳君
  • 雑誌名: Power Electronics 巻: vol. 46, No. 12 ページ: 81-83
  • URL: http://www.dldzjs.com/
  • 査読あり
• [雑誌論文] GaN MOSFET with a gate SiO2insulator deposited by silane-basedplasma-enhanced chemical vapor deposition (2011)
  • 著者名/発表者名: Jin-Ping Ao, Katsutoshi Nakatani, Yuji Sogawa, Shiro Akamatsu, Young Hyun Kim, Takahiro Miyashita, Shin-ichi Motoyama, and Yasuo Ohno
  • 雑誌名: Phys. Status Solidi C 巻: vol. 8, No. 2 ページ: 457-460
  • DOI: DOI:10.1002/pssc.201000489
  • 査読あり
• [学会発表] AlGaN/GaNヘテロ構造を用いたpHセンサの温度依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 新潟 一宇
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学(京都府)
  • 年月日: 2013-09-17
• [学会発表] Oxide Thickness Dependency on Threshold Voltage of GaN MOSFETs on AlGaN/GaN Heterostructure (2013)
  • 著者名/発表者名: Qingpeng Wang
  • 学会等名: 第60回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学(神奈川県)
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] Field Isolation of GaN MOSFET by Boron Ion Implantation (2013)
  • 著者名/発表者名: Ying Jiang
  • 学会等名: 第60回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学(神奈川県)
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] Device Isolation for GaN MOSFETs With Boron Ion Implantation (2013)
  • 著者名/発表者名: Ying Jiang
  • 学会等名: 5th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Application for Nitrides and Nanomaterials
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
  • 年月日: 2013-01-28
• [学会発表] Evaluation of a Gate-First process for AlGaN/GaN HFETs (2013)
  • 著者名/発表者名: Liuan Li
  • 学会等名: 5th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Application for Nitrides and Nanomaterials
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
  • 年月日: 2013-01-28
• [学会発表] Synthesis and Application of Metal Nitrides as Schottky Electrodes for Gallium Nitride Electron Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: Jin-Ping Ao
  • 学会等名: the first international conference on emerging advanced nanomaterials
  • 発表場所: Mercure Hotel, Brisbane (Australia)
  • 年月日: 2012-10-22
• [学会発表] GaN MOSFET with Boron Trichloride-Based Dry Recess Process (2012)
  • 著者名/発表者名: Ying Jiang
  • 学会等名: 11th Asia Pacific Conference on Plasma Science and Technology and 25th Symposium on Plasma Science for Materials
  • 発表場所: 京都大学(京都府)
  • 年月日: 2012-10-02
• [学会発表] GaNデバイスにおけるゲート・ファースト・プロセスの検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 白石孝之
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学、松山大学(愛媛県)
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] AlGaN/GaN MISHFETチャネル電子移動度の測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 玉井健太郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会電子デバイス研究会
  • 発表場所: 福井大学(福井県)
  • 年月日: 2012-07-26
• [学会発表] GaN MOSFET 電気特性へのチャネルリセスエッチングの影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 玉井健太郎
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] Characterization of GaN MOSFETs on AlGaN/GaN Heterostructure (2012)
  • 著者名/発表者名: Qingpeng Wang
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] Influence of Dry Recess Process on Enhancement-mod GaN MOSFET (2012)
  • 著者名/発表者名: Qingpeng Wang
  • 学会等名: 4th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Application for Nitrides and Nanomaterials
  • 発表場所: 中部大学(愛知県)
  • 年月日: 2012-03-07
• [学会発表] Thermally Stable TiN Schottky Contact on AlGaN/GaN Heterostructure (2011)
  • 著者名/発表者名: Jin-Ping Ao
  • 学会等名: The 11thInternational Symposium on Sputtering and Plasma Processes
  • 発表場所: 京都リサーチパーク(京都府)
  • 年月日: 2011-07-08