研究内容

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主な研究活動は、本学の江川研究室と連携しながら、窒化物半導体マルチビジネス創生センター、極微デバイス次世代材料研究センターの設備を使用して進めています。

窒 化物半導体マルチビジネス創生センター

極微デバイス次世代材料研究センター

大口径GaN/Siエピウェハー

GaN/on Si epiwafers

可視光LED用半導体として実用化された窒化物半導体は、現在、パワーエレクトロニクス用材料として再び注目を集めています。本学では、パワーエレクトロニクスの分野で必要とされる大口径で安価のGaN系半導体ウェハーを提供すべく、MOCVD（有機金属気相成長）法によるシリコン（Si）基板上へのGaN成長に関する技術開発を世界に先駆けて進めて参りました。2013年から稼働開始した「窒化物半導体マルチビジネス創生センター」では、クリーンルーム内に6インチ、8インチ径の多数枚MOCVD装置を擁しており、大口径GaN/Siエピタキシャル成長に関する保有技術を軸に、装置開発、結晶成長、デバイス設計、プロセス要素技術などの研究開発に取り組んでいます。 8インチ径GaN/Siウェハ エピタキシャルウェハの構造模式図 大口径・多数枚MOCVD装置

多元窒化物半導体結晶のエピタキシャル成長と評価ならびにデバイス応用

Research for  epitaxial growth, evaluation and appliede devices of group-III nitride semiconductors

GaN系半導体は、GaN以外の材料（AlN、InN）を含めた多元組成や、ナノワイヤ・量子ドットなどの形態をとることで、様々な応用デバイスを実現できる可能性を秘めています。当研究室では、MOCVD法を用いたAlGaNやAlGaInN混晶の成長、デバイスシミュレータやプロセス要素技術に焦点を当てた各種デバイス（光・電子デバイス、太陽電池、各種センサーデバイス）への応用研究を行っています。 　 成長中のMOCVD反応炉 　MOCVD装置 現在、進行中の研究テーマ ■ 四元AlGaInNバリアを沿える高速・大電力GaN-HFET ■ 四元AlGaInNエミッタを備える高速GaN-HBT ■ 太陽電池および光給電用の高効率・光電変換デバイス

ナノカーボン材料の合成とデバイス応用

Synthesis of nano-carbon materials and applied devices

グラファイトの数原子層からなるグラフェンは、その特異な電子状態と他に類を見ない超高速の電子輸送特性から、次世代の電子デバイス用材料として高い注目を集めています。グラフェンを合成しようとするとき、触媒金属への固溶とそこからの析出現象を利用する方法が一般的でしたが、この場合、金属基板上にしかグラフェンを形成することができず、応用デバイスの作製を考える際は基板の移し替え工程が必須となっていました。これに対し、当研究室で発見した金属凝集法を用いた技術によると、煩雑な基板移し替え工程を伴わずに、たとえ絶縁基板上であっても直接グラフェンを形成できることが示されました。最近の研究例として、サファイア基板上へグラフェンを直接形成し、そのトランジスタ動作を確認しました。現在は、トランジスタ研究のほか、GaN成長用下地層としての可能性を模索中です。