酸化ガリウム系半導体薄膜の基盤技術の確立

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23760009
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 大島 孝仁 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (60583151)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 酸化ガリウム / ワイドギャップ半導体 / バンドギャップエンジニアリング / ヘテロ接合 / 光電極 / 水分解 / 新材料探索 / 薄膜成長

研究概要

新規ワイドギャップ半導体である酸化ガリウム材料系に着目し,材料の開拓に努めた.特に最安定のβ型酸化ガリウム対して注力し,電子デバイス応用として導電性制御とバンドギャップ制御を行った.また,光応用として単結晶の光触媒特性を詳細に評価した.一方,準安定相であるα,γ型酸化ガリウム薄膜のエピタキシャル安定化に取り組み成功した.さらに複合酸化物である酸化亜鉛ガリウムの単相単結晶薄膜を作製し,物性を明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] Formation of Semi-Insulating Layers on Semiconducting β-Ga_2O_3 Single Crystals by Thermal Oxidation (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Oshima, 以下省略8名
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 ページ: 051101(5pages)
  • DOI: doi:10.7567/JJAP.52.051101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial growth of γ-Ga_2O_3 films by mist chemical vapor deposition (2012)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Oshima, 以下省略3名
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: 359 ページ: 60-63(4pages)
  • DOI: doi:10.1016/j.jcrysgro.2012.08.025
• [学会発表] Cathodoluminescence properties of β-Al_2xGa_2-2xO_3 (2013)
  • 著者名/発表者名: Akira Mukai, Takayoshi Oshima, 他4名
  • 学会等名: The 40th International Symposium on Compound Semiconductors
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20130519-23
• [学会発表] Semi-insulation of conducting β-Ga_2O_3 single crystal surfaces by thermal oxidation (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Oshima, 他8名
  • 学会等名: The 40th International Symposium on Compound Semiconductors
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20130519-23
• [学会発表] 熱酸化によるβ-Ga_2O_3単結晶表面の半絶縁層形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大島孝仁, 他8名
  • 学会等名: 2013年第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] β-Ga_2O_3(-201)基板上の Al_2xGa_2-2xO_3 薄膜の成長制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 向井章,大島孝仁,他5名
  • 学会等名: 2013年第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] Gallium oxide related materials as novel wide-band-gap semiconductor (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Oshima
  • 学会等名: International Device Physics Young Scientist Symposium 2013
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2013-03-04
• [学会発表] カソードル ミネッセンス法による Al_2xGa_2-2xO_3 薄膜の発光特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 向井章, 大島孝仁, 大友明
  • 学会等名: 2012年秋季第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 20120911-14
• [学会発表] Mist chemical vapor deposition of γ-phase Ga_2O_3 thin films (2012)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Oshima, 他3名
  • 学会等名: 39th International Symposium onCompound Semiconductors
  • 発表場所: SantaBarbara, USA
  • 年月日: 20120827-30
• [学会発表] Epitaxial stabilization of γ-phase Ga_2O_3 thin films by Mist CVD (2012)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Oshima, 他3名
  • 学会等名: 31st Electronic Materials Symposium,ラフォーレ修善寺
  • 発表場所: 静岡県
  • 年月日: 20120711-13
• [学会発表] Ga_2O_3の結晶多形とヘテロエピ構造:β-Ga_2O_3/(0001) α-Al_2O_3 (2012)
  • 著者名/発表者名: 向井章,大島孝仁,他2名
  • 学会等名: 2012年春季第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: 20120315-18
• [学会発表] ワイドギャップ半導体酸化ガリウムの基本特性と応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤田静雄,大島孝仁,他6名
  • 学会等名: 透明酸化物光・電子材料第166委員会第55回研究会,アイビーホール青学会館
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2012-04-27
• [学会発表] 酸化ガリウム半導体の機能とデバイス応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤田静雄,大島孝仁,他6名
  • 学会等名: 日本学術振興会ワイドギャップ半導体光・電子デバイス第162委員会第78回研究会,主婦会館プラザエフ
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2012-03-02
• [学会発表] Growth, characterization, and device applications of various oxide semiconductors (2011)
  • 著者名/発表者名: Shizuo Fujita, Takayoshi Oshima, 他4名
  • 学会等名: 15th International Conference on II-VI Compounds
  • 発表場所: Mayan Riviera, Mexico
  • 年月日: 20110821-26
• [学会発表] PLD growth and optical characterization of composition-spread Al2xGa2-2xO3 films (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Mukai, Takayoshi Oshima, andAkira Ohtomo
  • 学会等名: 30th Electronic Materials Symposium
  • 発表場所: ラフォーレ琵琶湖,滋賀県
  • 年月日: 20110629-0701
• [産業財産権] 電気化学反応装置 (2013)
  • 発明者名: 大友明, 大島孝仁, 佐々木公平
  • 権利者名: 東京工業大学,タムラ製作所
  • 産業財産権番号: 特許、出願 2013-085494
  • 出願年月日: 2013-04-26
• [産業財産権] 電気化学反応装置 (2011)
  • 発明者名: 佐々木公平, 東脇正高, 藤田静雄, 大友明, 大島孝仁
  • 権利者名: 東京工業大学,タムラ製作所,NICT,京都大学
  • 産業財産権番号: 特許、出願 2011-196436
  • 出願年月日: 2011-09-08