ワイドギャップ半導体トンネル接合による新規電流注入構造の実現

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560015
• 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: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 名城大学
• 研究代表者: 竹内 哲也 名城大学, 理工学部, 准教授 (10583817)
• 研究協力者: 上山 智 名城大学, 理工学部, 教授 (10340291) ; 岩谷 素顕 名城大学, 理工学部, 准教授 (40367735)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: ワイドギャップ半導体 / 窒化物半導体 / トンネル接合 / 低抵抗化 / 水素脱理

研究概要

本研究の目的は、ワイドギャップ半導体、特に赤外から深紫外までをカバーする究極の発光受光材料である窒化物半導体の新規電流注入構造の実現である。ワイドギャップ半導体では、低抵抗p層の実現が困難であり、紫外領域での発光受光素子の実現が遅れている。本研究では、極低抵抗トンネル接合を実現し、現状高抵抗であるp層の大部分を低抵抗n層に置き換えることで、これまでにない新規発光受光素子を実現した。高In組成GaInNトンネル接合によりその抵抗は従来よりも一桁低下し、それを利用した新規素子として電流狭窄型微小LED、マイクロディスプレイ、そしてタンデム型太陽電池を実証し、新しい電流注入構造を確立した。

研究成果

• [雑誌論文] (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Watanabe, K. Nakajima, M. Kaga, Y. Kuwano, D. Minamikawa, T. Suzuki, K. Yamashita, M. Iwaya, T. Takeuchi, S. Kamiyama, and I. Akasaki
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 53 ページ: 05FL06
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kurokawa, M. Kaga, T. Goda, M. Iwaya, T. Takeuchi, S. Kamiyama, I. Akasaki, and Amano
  • 雑誌名: Appl. Phys. Exp. 巻: 7 ページ: 0341041
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kaga, T. Morita, Y. Kuwano, K. Yamashita, K. Yagi, M. Iwaya, T. Takeuchi, S. Kamiyama, and I. Akasaki
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 52 ページ: 08JH06
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kuwano, M. Kaga, T. Morita, K. Yamashita, K. Yagi, M. Iwaya, T. Takeuchi, S. Kamiyama, and I. Akasaki
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 52 ページ: 08JK12
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yasuda, K. Yagi, T. Suzuki, T. Nakashima, M. Watanabe, T. Takeuchi, M. Iwaya, S. Kamiyama, and Isamu Akasaki
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 52 ページ: 08JJ05
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下浩司、加賀充、矢木康太、鈴木敦、岩谷素顕、竹内哲也、上山智、赤崎勇、天野浩
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: 111 ページ: 99
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: 加賀充、飯田大輔、北野司、山下浩司、矢木康太、岩谷素顕、竹内哲也、上山智、赤崎勇、天野浩
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: 111 ページ: 105
• [学会発表] (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Takeuchi, D. Minamikawa, Y. Kuwano, M. Watanabe, M. Iwaya, S. Kamiyama, I. Akasaki
  • 学会等名: International conference on metamaterials and nanophysics 2014
  • 発表場所: Varadero, Cuba
  • 年月日: 20140400
  • 招待講演
• [学会発表] (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Morita, M. Kaga, Y. Kuwano, K. Matsui, M. Watanabe, T. Takeuchi, S. Kamiyama, M. Iwaya, and I. Akasaki
  • 学会等名: Conference on LED and its Industrial Application 2013
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20140400
• [学会発表] (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Ino, Y. Kuwano, T. Morita, D. Minamikawa, T. Takeuchi, S. Kamiyama, M. Iwaya, and I. Akasaki
  • 学会等名: Conference on LED and its Ondustrial Application 2014
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20140400
• [学会発表] (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kuwano, M. Ino, T. Morita, D. Minamikawa, T. Takeuchi, S. Kamiyama, M. Iwaya, and I. Akasaki
  • 学会等名: 6th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20140300
• [学会発表] (2014)
  • 著者名/発表者名: 桑野侑香、堀川航佑、森田隆敏、井野匡貴、竹内哲也、岩谷素顕、上山智、赤崎勇
  • 学会等名: 第61回春季応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 相模原
  • 年月日: 20140300
• [学会発表] (2014)
  • 著者名/発表者名: 井野匡貴、森田隆敏、桑野侑香、渡邉雅大、竹内哲也、上山智、岩谷素顕、赤崎勇
  • 学会等名: 第61回春季応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 相模原
  • 年月日: 20140300
• [学会発表] (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹内哲也、岩谷素顕、上山智、赤崎勇
  • 学会等名: 日本学術振興ワイドギャップ半導体光・電子デバイス第162委員会第86回研究会
  • 発表場所: 名城大、名古屋
  • 年月日: 20131000
  • 招待講演
• [学会発表] (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Watanabe, M. Kaga, T. Suzuki, D. Minamikawa, Y. Kuwano, T. Takeuchi, S. Kamiyama, M. Iwaya, and I. Akasaki
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] (2013)
  • 著者名/発表者名: 中島啓介、渡邉雅大、加賀充、鈴木智行、南川大智、竹内哲也、上山智、岩谷素顕、赤崎勇
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒川泰視、合田智美、加賀充、岩谷素顕、竹内哲也、上山智、赤崎勇、天野浩
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Watanabe, M. Kaga, K. Yamashita, T. Suzuki, D. Minamikawa, Y. Kuwano, T. Takeuchi, S. Kamiyama, M. Iwaya, and I. Akasaki
  • 学会等名: 10th International Conference of Nitride Semiconductors
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 20130800
• [学会発表] (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Minamikawa, M. Kaga, Y. Kuwano, T. Morita, T. Takeuchi, S. Kamiyama, M. Iwaya, I. Akasaki
  • 学会等名: Asia-Pacific Workshop on Widegap Semiconductors 2013
  • 発表場所: New Taipei City, Taiwan
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] (2013)
  • 著者名/発表者名: 森田隆敏、加賀充、桑野侑香、松井健城、渡邉雅大、竹内哲也、上山智、岩谷素顕、赤崎勇
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] (2013)
  • 著者名/発表者名: 桑野侑香、加賀充、森田隆敏、山下浩司、南川大智、竹内哲也、岩谷素顕、上山智、赤崎勇
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kaga, T. Morita, Y. Kuwano, K. Yamashita, K. Yagi, M. Iwaya, T. Takeuchi, S. Kamiyama, and I. Akasaki
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors 2012
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yasuda, K. Yagi, T. Suzuki, T. Nakashima, M. Watanabe, T. Takeuchi, M. Iwaya, S. Kamiyama, and Isamu Akasaki
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors 2012
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kuwano, M. Kaga, T. Morita, M. Iwaya, T. Takeuchi, S. Kamiyama, and I. Akasaki
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors 2012
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] (2012)
  • 著者名/発表者名: 森田隆敏、加賀充、桑野侑香、松井健城、岩谷素顕、竹内哲也、上山智、赤崎勇
  • 学会等名: 第73回応用物理学会講演会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 20120900
• [学会発表] (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kaga, M. Yamashita, T. Morita, Y. Kuwano, K. Yagi, M. Iwaya, T. Takeuchi, S. Kamiyama, and I. Akasaki
  • 学会等名: 16th International Conference on Metal Organic Vapor Phase Epitaxy
  • 発表場所: Pusan, Korea
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] (2012)
  • 著者名/発表者名: 加賀充、山下浩司、森田隆敏、桑野侑香、矢木康太、岩谷素顕、竹内哲也、上山智、赤崎勇
  • 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
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] (2012)
  • 著者名/発表者名: 桑野侑香、山下浩司、加賀充、矢木康太、森田隆敏、松井健城、竹内哲也、岩谷素顕、上山智、赤崎勇、天野浩
  • 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
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] (2011)
  • 著者名/発表者名: 加賀充、山下浩司、矢木康太、岩谷素顕、竹内哲也、上山智、赤崎勇、天野浩
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 20110800
• [図書] ポストシリコン半導体-ナノ成膜ダイナミクスと基板・界面効果- (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹内哲也(分担)
  • 出版者: 株式会社エヌ・ティー・エス
• [産業財産権] 窒化物半導体発光素子の製造方法、および窒化物半導体発光素子 (2014)
  • 発明者名: 竹内哲也、桑野侑香、岩谷素顕、赤崎 勇
  • 権利者名: 名城大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2014-035192
  • 出願年月日: 2014-02-26
  • 外国
• [産業財産権] 電流狭窄を有する窒化物半導体発光素子とその製造方法 (2013)
  • 発明者名: 竹内哲也、桑野侑香、岩谷素顕、上山 智、赤崎勇
  • 権利者名: 名城大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2013-025361
  • 出願年月日: 2013-02-13
  • 外国
• [産業財産権] 半導体発光素子アレイおよびその製造方法 (2013)
  • 発明者名: 竹内哲也、渡邉雅大、岩谷素顕、赤崎 勇
  • 権利者名: 名城大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2013-155760
  • 出願年月日: 2013-07-26
  • 外国