結晶成長研究室　（山口（智）研究室）

研究概要



○　Ⅲ族窒化物半導体のMBE結晶成長

　13族金属と窒素を結合させることにより形成されるAlN、GaN、InNからなるⅢ族窒化物半導体は、青色発光ダイオード（LED）やレーザダイオード（LD）の材料として利用されています。InNのバンドギャップが従来報告値（約1.9eV）より非常に小さなこと（約0.65eV）が2002年に報告されたことにより、InNおよびInGaN・InAlN混晶からなるIn系窒化物半導体材料は、可視光域だけでなく赤外域用光デバイスをも実現可能な魅力的な材料となりました。
　一方で、In系窒化物半導体を用いてこれまで実現された実用光デバイスではせいぜい緑色域までです。これは、実用デバイス実現のための窒化物半導体結晶成長法として絶対的な地位を築いてきた有機金属成長（MOVPE）法では、InGaNのIn組成を高めるにつれ、In自身の取り込みや成長モード変化が問題となり、pn接合や歪量子井戸用InGaN下地層などの高In組成InGaN（In組成20%以上）薄膜を用いたデバイス製作を困難にしているためです。
　本研究室では特に、高In組成InGaN材料に着目し、高品質結晶製作、結晶品質評価、発光デバイス・太陽電池などの製作を行っています。


特定領域研究「窒化物半導体のフロンティア－材料潜在能力の極限発現－」

最終成果報告公開シンポジウム（平成23年8月3-4日）報告書より　（一部改訂）



製作した緑色・琥珀色LED　（ドイツ・ブレーメン大学Hommel研究室にて）




○　Ⅲ族酸化物半導体のミストCVD結晶成長

　13族金属と酸素を結合させることにより形成されるAl2O3、Ga2O3、In2O3からなるⅢ族酸化物半導体は、窒化物半導体同様、環境に優しい材料であり、紫外線センサー、紫外線・可視光透明導電膜、薄膜トランジスタ応用が期待される材料である。
　本研究室では、水に結晶成長用原料を溶かし、超音波器を用いて発生させたミストを用いて結晶成長を行う新しい半導体製作技術の開拓と製作した結晶のデバイス応用展開に関する研究を行っています。



Supported by

文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業（NIMS微細加工プラットフォーム）（2013）
"InGaN材料未踏デバイス製作のためのプロセス技術構築"

The Ministry of Education,Culture,Sports,Science and Technology(MEXT) Grant-in-Aid for Young Scientists (A) #25706020 (2013~2016)
"In系窒化物半導体材料に関する結晶成長基盤技術の高度化"

TEPCO Memorial Foundation (2012~2013)
"pn型InGaN太陽電池構造の製作"

The Ministry of Education,Culture,Sports,Science and Technology(MEXT) Grant-in-Aid for Young Scientists (B) #21760237 (2009~2011)
"擬似LPE法によるInN系窒化物混晶半導体MBE結晶成長技術の開拓"