高品質半極性面ＩｎＧａＮテンプレート上ＬＥＤの光学・発光特性の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24760012
• 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: 山口大学
• 研究代表者: 岡田 成仁 山口大学, 理工学研究科, 助教 (70510684)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 発光ダイオード / 窒化ガリウムインジウムテンプレート / 偏光特性

研究概要

本研究課題により、LEDの性能を最大限引き出すことのできる非極性面InGaNテンプレート上LEDの作製及び評価に行った。偏光特性を制御することにより、LEDを用いた液晶ディスプレイ・レーザーダイオードの効率を上げることのできるがInGaNテンプレートを用いることによって偏光特性を自在に制御可能であることを見出した。また、現在のLEDの問題となっている高電流注入時の効率低下においてInGaNテンプレートは効果的であり、高電流注入時にInGaNテンプレート上に作製したLEDは従来型LEDの出力を最大で6倍まで高めることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Generation of dislocation clusters by glide m-planes in semipolar GaN layers (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Okada, A. Ishikawa, K. Yamane, K. Tadatomo, U. Jahn, and H. T. Grahn
  • 雑誌名: Phys. Stat. Solidi (a) 巻: 211, No. 4 ページ: 736-739
  • DOI: 10.1002/pssa.201300465
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of semipolar {11-22} GaN using SiNx intermediate layer by hydride vapor phase epitaxy (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Ueno, Y. Hashimoto, K. Yamane, N. Okada, and K. Tadatomo
  • 雑誌名: Phys. Stat. Solidi (c) 巻: 11, No. 3-4 ページ: 557-560
  • DOI: 10.1002/pssc.201300520
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of semipolar {11-22} light-emitting diodes using a hole blocking layer (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Nakao, M. Haziq, Y. Okamura, K. Yamane, N. Okada, and K. Tadatomo
  • 雑誌名: Phys. Stat. Solidi (c) 巻: 11, No. 3-4 ページ: 775-777
  • DOI: 10.1002/pssc.201300511
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of {11-22} Semipolar Multiple Quantum Wells Using Relaxed Thick InGaN Layers with Various In Compositions (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Uchida, S. Miyoshi1, K. Yamane, N. Okada, K. Tadatomo, and N. Kuwano
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 52 ページ: 08JC07
  • DOI: 10.7567/JJAP.52.08JC07
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-separated large freestanding semipolar {11-22} GaN films using r-plane patterned sapphire substrates (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Furuya, K. Yamane, N. Okada, and K. Tadatomo
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 52 巻: 52 ページ: 08JA09
  • DOI: 10.7567/JJAP.52.08JA09
• [学会発表] Evaluation of the Optical Polarization Properties in Semi-Polar {11-22} LEDs (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Okamura, K. Nakao, N. Okada, K. Yamane, and K. Tadatomo
  • 学会等名: Conference on LED and Its Industrial Application'14 (LEDIA'14)
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan(Oral presentation)(LED4-12)
  • 年月日: 20140422-24
• [学会発表] Relationship between V-Pit Diameter and Potential Barrier Height in InGaN Based Light-Emitting Diodes (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Okada, M. Haziq, K. Yamane, Y. Yamada, and K. Tadatomo
  • 学会等名: Conference on LED and Its Industrial Application'14 (LEDIA'14)
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan(Oral presentation)( LED4-14)
  • 年月日: 20140422-24
• [学会発表] Fabrication of InGaN Based Light-Emitting Diode Using Freestanding {20-21} GaN Substrate (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Denpo, Y. Mitsui, K. Yamane, N. Okada, and K. Tadatomo
  • 学会等名: Conference on LED and Its Industrial Application'14 (LEDIA'14)
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan(Poster presentation)(LEDp6-22)
  • 年月日: 20140422-24
• [学会発表] 自立{20-21}GaN基板を用いたInGaN系LED構造の作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 傳寶裕晶,光井勇祐,山根啓輔,岡田成仁,只友一行
  • 学会等名: 2014年春季第61回応用物理学会関係連合学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学,神奈川県(20a-PG1-10)
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] HVPEの成長条件が厚膜{20-21} GaNの結晶性に与える影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 橋本健宏,山根啓輔,岡田成仁,只友一行
  • 学会等名: 2014年春季第61回応用物理学会関係連合学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学,神奈川県(18p-E13-10)
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] ハイドライド気相成長法による半極性面GaNの再成長 (2014)
  • 著者名/発表者名: 稲垣卓志,橋本健宏,山根啓輔,岡田成仁,只友一行
  • 学会等名: 2014年春季第61回応用物理学会関係連合学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学,神奈川県(18p-E13-9)
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] ハイドライド気相成長法を用いた成長条件の最適化による半極性面{11-22}GaNの基底面積層欠陥の低減 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上野元久,山根啓輔,岡田成仁,只友一行
  • 学会等名: 2014年春季第61回応用物理学会関係連合学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学,神奈川県(18p-E13-8)
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] Evaluation of Heteroepitaxially Grown Semipolar {20-21}GaN on Patterned Sapphire Substrate (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hashimoto, M. Koyama, T. Inagaki, K. Yamane, N. Okada, K. Tadatomo
  • 学会等名: International Symposium on O+RC:R[19]Cptomechatronic Technologies 2013 (ISOT2013)
  • 発表場所: Ramada Plaza Jeju Hotel, Jeju Island, Korea(Invited oral Presentation)
  • 年月日: 20131028-30
  • 招待講演
• [学会発表] Advancement in Future Applications with III-Nitrides by Fusion Technology between Epitaxy and Processing (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Tadatomo, N. Okada, K. Yamane, H. Furuya, Y. Hashimoto
  • 学会等名: International Workshop on Ultra-Precision Processing for III Nitride Semiconductor and Devices (WUPP for Nitride)
  • 発表場所: Santa Barbara, California, USA(Invited oral Presentation)
  • 年月日: 20131016-18
  • 招待講演
• [学会発表] Hydride vapor phase epitaxy of semipolar GaN using GaN templates grown on patterned sapphire substrates (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Okada, H. Furuya, Y. Hashimoto, K. Yamane, K. Tadatomo
  • 学会等名: 8th International Workshop on Bulk Nitride Semiconductors (IWBNS-VIII)
  • 発表場所: Kloster Seeon, Bavaria, Germany(Invited oral Presentation)
  • 年月日: 20130930-1005
  • 招待講演
• [学会発表] Progress in semipolar GaN on patterned sapphire substrates by HVPE (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Okada, K. Yamane, K. Tadatomo
  • 学会等名: JSAP-OSA Joint Symposia 2013
  • 発表場所: Doshisya University, Kyoto, Japan(Invited oral Presentation)(17p-M6-2)
  • 年月日: 20130916-18
• [学会発表] Characterization of structural defects in {20-21} GaN Layers on {22-43} Patterned Sapphire Substrates (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Inagaki, K. Yamane, Y. Hashimoto, M. Koyama, N. Okada, K. Tadatomo
  • 学会等名: JSAP-OSA Joint Symposia 2013
  • 発表場所: Doshisya University, Kyoto, Japan(Oral presentation)(17p-M6-7)
  • 年月日: 20130916-18
• [学会発表] Analysis of Surface Potential of Various Oriented GaN layers via Kelvin Force Microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Okada, T. Yamamoto, K. Yamane, K. Tadatomo
  • 学会等名: JSAP-OSA Joint Symposia 2013
  • 発表場所: Doshisya University, Kyoto, Japan(Poster presentation)(19p-PM4-19)
  • 年月日: 20130916-18
• [学会発表] Improvement in semipolar GaN substrate grown by Hydride Vapor Phase Epitaxy (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hashimoto, H. Furuya, M. Ueno, M. Koyama, K. Yamane, N. Okada, K. Tadatomo
  • 学会等名: JSAP-OSA Joint Symposia 2013
  • 発表場所: Doshisya University, Kyoto, Japan(Poster presentation)(16p-PM1-7)
  • 年月日: 20130916-18
• [学会発表] Improvement on Flatness of GaN Layer and Utilization Efficiency of Ga Source by Flow Modulation on Hydride Vapor Phase Epitaxy (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Yamane, Y. Hashimoto, N. Okada, K. Tadatomo
  • 学会等名: 8th International Workshop on Bulk Nitride Semiconductors (IWBNS-VIII)
  • 発表場所: Kloster Seeon, Bavaria, Germany(Invited oral Presentation)
  • 年月日: 20130910-1005
  • 招待講演
• [学会発表] Fabrication of freestanding {20-21} GaN substrates by HVPE and LED application (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Yamane, Y. Hashimoto, N. Okada, K. Tadatomo
  • 学会等名: 10th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-10)
  • 発表場所: Gayload National Hotel and Convention Center, Washington DC Metropolitan Area, USA(Oral presentation)(A6.05)
  • 年月日: 20130825-30
• [学会発表] Generation of Defects by Glide m-planes in Semipolar GaN Layers (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Okada, A. Ishikawa, K. Yamane, K. Tadatomo, U. Jahn, H. T. Grahn
  • 学会等名: 10th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-10)
  • 発表場所: Gayload National Hotel and Convention Center, Washington DC Metropolitan Area, USA(Poster presentation)(AP3.03)
  • 年月日: 20130825-30
• [学会発表] Improvement in semipolar {11-22} GaN grown by Hydride Vapor Phase Epitaxy (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hashimoto, H. Furuya, M. Ueno, K. Yamane, N. Okada, K. Tadatomo
  • 学会等名: 10th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-10)
  • 発表場所: Gayload National Hotel and Convention Center, Washington DC Metropolitan Area, USA(Poster presentation)(AP3.06)
  • 年月日: 20130825-30
• [学会発表] Reduction of Defects in Semipolar {11-22} GaN Using SiNx Intermediate layer by Hydride Vapor Phase Epitaxy (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Ueno, Y. Hashimoto, K. Yamane, N. Okada, K. Tadatomo
  • 学会等名: 10th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-10)
  • 発表場所: Gayload National Hotel and Convention Center, Washington DC Metropolitan Area, USA(Poster presentation)(AP3.12)
  • 年月日: 20130825-30
• [学会発表] Improvement in Semipolar {11-22} Light-Emitting Diodes Using Combination of InGaN Underlying Layer and Hole Blocking Layer (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Nakao, K. Uchida, K. Yamane, N. Okada, K. Tadatomo
  • 学会等名: 10th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-10)
  • 発表場所: Gayload National Hotel and Convention Center, Washington DC Metropolitan Area, USA(Poster presentation)(BP3.30)
  • 年月日: 20130825-30
• [学会発表] Hydride vapor phase epitaxy of semipolar GaN using GaN templates grown on patterned sapphire substrates (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Okada, H. Furuya, Y. Hashimoto, K. Yamane, and K. Tadatomo
  • 学会等名: E-MRS 2013 SPRING MEETING
  • 発表場所: Congress Center - Strasbourg, Strasbourg, France(L P1-1)
  • 年月日: 20130527-31
• [学会発表] {11-22} Semipolar Light Emitting Diodes Using Relaxed Thick InGaN Layers with Various In Compositions and Thickness (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Okada, K. Uchida, K. Yamane, and K. Tadatomo
  • 学会等名: E-MRS 2013 SPRING MEETING
  • 発表場所: Congress Center - Strasbourg, Strasbourg, France(L 1-3)
  • 年月日: 20130527-31
• [学会発表] Semipolar GaN substrate grown on patterned sapphire substrate by hydride vapor phase epitaxy (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Tadatomo, K. Yamane, N. Okada, H. Furuya, and Y. Hashimoto
  • 学会等名: DPG Spring Meeting Deutschen Physikalischen Gesellschaft
  • 発表場所: Germany, Regensburg : Regensburug University
  • 年月日: 2013-03-10
• [学会発表] Semipolar GaN Growth on Patterned Sapphire Substrate by Hydride Vapor Phase Epitaxy (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Tadatomo, N. Okada, K. Yamane, H. Furuya, and Y. Hashimoto
  • 学会等名: SPIE, Photonics West 2013 SPIE (the international society for optics and photonics) Paper
  • 発表場所: USA, California : Mscone Center
  • 年月日: 2013-02-02
• [学会発表] 「非極性面LEDの現状と課題」固体光源分科会 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡田成仁
  • 学会等名: 視覚・色・光環境分科会公開研究会「照明用LEDの開発と応用の最新技術動向」
  • 発表場所: 日本大学理工学部,東京都
  • 年月日: 2013-01-17
• [学会発表] Growth of free standing Semipolar GaN on Patterned Sapphire Substrates by Hydride Vapor Phase Epitaxy (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Tadatomo, N. Okada, K. Yamane, H. Furuya
  • 学会等名: Intensive Discussion on Crystal Growth of Nitride Semiconductors
  • 発表場所: Sendai : Tohoku University
  • 年月日: 2012-10-22
• [学会発表] ハイドライド気相成長による非極性面GaNの低転位化メカニズム (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡田成仁,上野元久,内田健充,古家大士,山根啓輔,只友一行
  • 学会等名: 平成24年秋季第73回応用物理学会関係連合学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学,愛媛県(12p-H9-8)
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] Growth of Semipolar GaN on Patterned Sapphire Substrates by Hydride Vapor Phase Epitaxy (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Tadatomo, N. Okada, K. Yamane, H. Furuya
  • 学会等名: 2012 German-Japan-Spanish Joint Workshop on Frontier Photonic and Electronic Materials and Devices
  • 発表場所: Germany, Berlin:Japanese-German Center Berlin
  • 年月日: 2012-07-21
• [学会発表] ハイドライド気相成長法による非極性面GaNの厚膜成長 (2012)
  • 著者名/発表者名: 只友一行,岡田成仁,山根啓輔
  • 学会等名: 第137回結晶工学分科会研究会
  • 発表場所: 京都テルサ,京都
  • 年月日: 2012-06-15
• [学会発表] Transmission Electron Microscope Characterization on {20-21} GaN Layers on Patterned Sapphire Substrates
  • 著者名/発表者名: T. Inagaki, K. Yamane, Y. Hashimoto, M. Koyama, N. Okada, K. Tadatomo
  • 学会等名: The 6th Asia-Pacific Workshop on Widegap Semiconductors (APWS2012)
  • 発表場所: Fullon Hotel Danshuei Fishermen's Wharf, Tamsui, New Taipei City, Taiwan(Oral presentation)
  • 年月日: 00000512-15
• [備考]
  • URL: http://device.eee.yamaguchi-u.ac.jp/
• [産業財産権] 自立基板の製造方法 (2013)
  • 発明者名: 古家大士,東正信,只友一行,岡田成仁,山根啓輔
  • 権利者名: 国立大学法人山口大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2013/001111
  • 出願年月日: 2013-02-26
  • 外国
• [産業財産権] 半導体装置の製造方法 (2013)
  • 発明者名: 古家大士,東正信,只友一行,岡田成仁,山根啓輔
  • 権利者名: 国立大学法人山口大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2013/001112
  • 出願年月日: 2013-02-26
  • 外国
• [産業財産権] 窒化ガリウム結晶自立基板およびその製造方法 (2013)
  • 発明者名: 古家大士,東正信,只友一行,岡田成仁,山根啓輔
  • 権利者名: 国立大学法人山口大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2013/56940
  • 出願年月日: 2013-03-13
  • 外国