Last updated: 9/26/2019 10:00:00

エネルギー問題解決や高度情報化社会の実現には、半導体機器が省エネルギー性に優れ、高速に動作することが重要です。その中で、従来よりも高性能な半導体の素材として注目されるガリウム(Ga)系の窒化物を使った半導体技術の開発とその発展は、グリーンイノベーションの達成に大きな役割を担うと考えられています。

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  • June 4, 2019
    論文リストを更新しました。
  • April 1, 2019
    メンバーの入れ替わりがありました。
  • April 1, 2018
    メンバーの入れ替わりがありました。
  • May 1, 2017
    新メンバーが加わりました。(名古屋大学、白石教授、宮崎教授)
  • April 11, 2017
    ホームページを更新しました。

GaN-OIL ラボ長 清水 三聡
GaN-OIL 桂冠フェロー 天野 浩(名古屋大学未来材料・システム研究所 教授)
GaN-OIL 副ラボ長 宇治原 徹(名古屋大学未来材料・システム研究所 教授)
GaN-OIL 副ラボ長 西田 幸治
GaN-OIL ラボ研究主幹 山田 寿一
GaN-OIL 特定フェロー 白石 賢二(名古屋大学未来材料・システム研究所 教授)
GaN-OIL 客員研究員 宮崎 誠一(名古屋大学大学院工学研究科 教授)
GaN-OIL テクニカルスタッフ 長南 紘志
GaN-OIL テクニカルスタッフ 太田 淳子
GaN-OIL 研究補助(派遣) 村井 明子

GaNパワーエレクトロニクスチーム

ラボチーム長 清水 三聡(兼:ラボ長)
主任研究員 山田 永
チーム付 井手 利英(兼:電子光技術研究部門 主任研究員)
チーム付 鍛冶 良作(兼:知能システム研究部門 主任研究員)
産総研特別研究員 Nguyen TRUNG
テクニカルスタッフ 三浦 淑代
リサーチアシスタント 角岡 洋介(名大D3)
リサーチアシスタント 安藤 悠人(名大D2)
リサーチアシスタント 土井 拓馬(名大D1)
リサーチアシスタント 井爪 将(名大M2)

GaN光デバイスチーム

ラボチーム長 王 学論
主任研究員 熊谷 直人
チーム付 榊田 創(兼:電子光技術研究部門 研究グループ長)
チーム付 亀井 利浩(兼:電子光技術研究部門 上級主任研究員)
チーム付 金 載浩(兼:電子光技術研究部門 主任研究員)
チーム付 永瀬 成範(兼:電子光技術研究部門 主任研究員)
チーム付 清水 鉄司(兼:電子光技術研究部門 主任研究員)
産総研特別研究員 張 克雄

○窒化物半導体パワーエレクトロニクス技術の開発

市場の大きい家庭用の電気製品などの高効率化は、二酸化炭素の排出抑制にとても有効です。窒化物半導体パワーデバイスはこれらの製品に用いられているAC/DC変換器やDC/DC変換器などの高効率化や小型化を可能にする技術として注目されています。二次元電子ガスを用いたAlGaN/GaN HEMTは、高速スイッチングが可能であり、特に小型化などに効果があります。窒化物半導体パワーデバイスの高機能化・実用化に必要となるGaN結晶成長技術やデバイス構造の設計および製作技術、回路での動作実証などに取り組んでいきます。

○光デバイス技術の開発

窒化物半導体光デバイスの更なる用途拡大のためには、赤・近赤外および紫外への波長域の拡大や、高出力化・新機能化が重要です。当ラボラトリでは、独自原理による高指向性可視光LEDや準大気圧プラズマ源搭載MOCVDによる高In組成InGaN結晶成長技術の開発を行います。また、指向性LEDによるウェアラブル型情報端末用の超低消費電力ディスプレイや耐環境性ファイバー通信などへの応用に向けて、マイクロLEDの実装技術の開発にも取り組んでいきます。

[2019]

  • N. Kumagai, H. Itagaki, J. Kim, H. Ogiso, X. -L. Wang, S. Hirose and H. Sakakita, “Effects of N2 and NH3 plasma exposure on the surface topography of p-GaN under quasi-atmospheric pressure”, Surfaces and Interfaces 14, 92-97 (2019).
  • N. Kumagai, T. Takahashi, H. Yamada, G. Cong, X. -L. Wang and M. Shimizu, “Fabrication of submicron active-region-buried GaN hexagonal frustum structures by selective area growth for directional micro-LEDs”, J. of Cryst. Growth 507, 437-441 (2019).
  • N. Taoka, T. Kubo, T. Yamada, T. Egawa and M. Shimizu, “Experimental evidence of the existence of multiple charged states at Al2O3/GaN interfaces”, Semicond. Sci. Technol. 34 (2), 25009 (2019).

[2018]

  • N. Kokubo, Y. Tsunooka, F. Fujie, J. Ohara, S. Onda, H. Yamada, M. Shimizu, S. Harada, M. Tagawa and T. Ujihara, “Determination of edge-component Burgers vector of threading dislocations in GaN crystal by using Raman mapping”, Appl. Phys. Express 11 (11), 111001 (2018).
  • N. Taoka, T. Yamada and M. Shimizu, “Impacts of Al2O3/GaN interface properties on the screening effect and carrier mobility in an inversion layer”, Jpn. J. of Appl. Phys. 58 (SA), SAAF03 (2018).
  • T. Yamamoto, N. Taoka, A. Ohta, N. X. Truyen, H. Yamada, T. Takahashi, M. Ikeda, K. Makihara, O. Nakatsuka and M. Shimizu, “Energy band structure and electrical properties of Ga-oxide/GaN interface formed by remote oxygen plasma”, Jpn. J. of Appl. Phys. 57 (6S3), 06KA05 (2018).
  • 田岡 紀之, “絶縁膜/半導体界面制御と電気的特性”, 表面と真空 61 (6), 384-389 (2018).
  • M. Nagase, T. Takahashi and M. Shimizu, “Stabilization of Nonvolatile Memory Operation Using GaN/AlN Resonat Tunneling Diodes by Reducting Structural inhomogeneity”, Jpn. J. of Appl. Phys. 57 (7), 070310 (2018).
  • T. Yamamoto, N. Taoka, A. Ohta, N. X. Truyen, H. Yamada, T. Takahashi, M. Ikeda, K. Makihara, M. Shimizu and S. Miyazaki, “Low-temperature formation of Ga-oxide/GaN interface with remote oxygen plasma and its interface properties”, Jpn. J. of Appl. Phys. 57 (6S2), 06JE01 (2018).
  • N. Kokubo, Y. Tsunooka, F. Fujie, J. Ohara, K. Hara, S. Onda, H. Yamada, M. Shimizu, S. Harada, M. Tagawa and T. Ujihara, “Detection of edge component of threading dislocations in GaN by Raman spectroscopy”, Appl. Phys. Express 11 (6), 061002 (2018).
  • N. X. Truyen, N. Taoka, A. Ohta, K. Makihara, H. Yamada, T. Takahashi, M. Ikeda, M. Shimizu and S. Miyazaki, “Interface Properties of SiO2/GaN Structures Formed by Chemical Vapor Deposition with Remote Oxygen Plasma Mixed with Ar or He”, Jpn. J. of Appl. Phys. 57 (6S3), 06KA01 (2018).
  • H. Yamada, H. Chonan, T. Takahashi, T. Yamada and M. Shimizu, “Deep-level traps in lightly Si-doped n-GaN on free-standing m-oriented GaN substrates”, AIP Advances 8, 045311 (2018).
  • N. X. Truyen, N. Taoka, A. Ohta, K. Makihara, H. Yamada, T. Takahashi, M. Ikeda, M. Shimizu and S. Miyazaki, “High Thermal Stability of Abrupt SiO2/GaN Interface with Low Interface Stagte Density”, Jpn. J. of Appl. Phys. 57, 04FG11 (2018).
  • X. Lu, N. Kumagai, Y. Minami and T. Kitada, “Sublattice reversal in GaAs/Ge/GaAs heterostructures grown on (113)B GaAs substrates”, Applied Physics Express 11 (1), 015501 (2018).
  • H. Yamada, H. Chonan, T. Takahashi and M. Shimizu, “Impact of Substrate off-angle on the m-plane GaN Schottky Diodes”, Jpn. J. of Appl. Phys. 57 (4S), 04FG01 (2018).
  • X. -L. Wang, N. Kumagai and G. -D. Hao, “High-efficiency, high-power AlGaInP thin-film LEDs with micron-sized truncated cones as light-extraction structures”, Physica Status Solidi A 215, 1700562 (2018).
  • K. Nishio, T. Yayama, T. Miyazaki, N. Taoka and M. Shimizu, “Ultrathin silicon oxynitride layer on GaN for dangling-bond-free GaN/insulator interface”, Scientific Reports 8, 1391 (2018).

[2017]

  • H. Robbins, K. Sumitomo, N. Tsujimura and T. Kamei, “Integrated thin film Si fluorescence sensor coupled with a GaN microLED for microfluidic point-of-care testing”, J. Micromech. Microeng. 28, 024001 (2017).
  • X. -Q. Shen, T. Takahashi, T. Ide and M. Shimizu, “Impact of strain state on the ultrathin AlN/GaN superlattice growth on Si(110) substrates by metalorganic chemical vapor deposition”, Jpn. J. of Appl. Phys. 57 (1), 010306 (2017) (Rapid communication).
  • T. Taoka, T. Kubo, T. Yamada, T. Egawa and M. Shimizu, “Impacts of Oxidants in Atomic Layer Deposition Method on Al2O3/GaN Interface Properties”, Jpn. J. of Appl. Phys. 57 (1S), 01AD04 (2017).
  • H. Yamada, H. Chonan, T. Takahashi and M. Shimizu, “Comparison of electrical properties of Ni/n-GaN Schottky Diodes on c-plane and m-plane GaN Substrates”, Physica Status Solidi A 215 (8), 1700362 (2017).
  • X. Lu, H. Ota, N. Kumagai, Y. Minami, T. Kitada and T. Isu, “Two-color surface-emitting lasers by a GaAs-based coupled multilayer cavity structure for coherent terahertz light sources”, J. of Cryst. Growth 477, 249-252 (2017).
  • X. Lu, N. Kumagai, Y. Minami, T. Kitada and T. Isu, “Effects of Sb-soak on InAs quantum dots grown on (001) and (113)B GaAs substrates”, J. of Cryst. Growth 477, 221-224 (2017).
  • H. Minemawari, M. Tanaka, S. Tsuzuki, S. Inoue, T. Yamada, R. Kumai, Y. Shimoi and T. Hasegawa, “Effects of Substituted Alkyl Chain Length on Molecular Packing and Properties in Solution-Processable Organic Semiconductors”, PF Highlights, 14-15 (2016).
  • K. Fukuda, H. Asai, J. Hattori, M. Shimizu and T. Hashizume, “Transient-mode simulation of MOS C-V characteristics for GaN”, Ext. Abstr. 2017 Int. Conf. Solid State Devices Mater., 845-846 (2017).
  • K. Fukuda, J. Hattori, H. Asai, M. Shimizu and T. Hashizume, “Simulation of GaN MOS capacitance with frequency dispersion and hysteresis”, SISPAD, 2017.
  • K. Fukuda, H. Asai, J. Hattori, M. Shimizu and T. Hashizume, “A transient simulation approach to obtain capacitance-voltage characteristics of GaN MOS capacitors with deep-level traps”, J. of Appl. Phys. 57 (4S), 04FG04.
  • N. Taoka, T. Kubo, T. Yamada, T. Egawa and M. Shimizu, "Understanding of frequency dispersion in C-V curves of metal-oxide-semiconductor capacitor with wide-bandgap semiconductor", Microelectronic Engineering 178, 182-185 (2017).
  • C. Liu, X. Liu, Y. Xu, H. Sun, Y. Li, Y. Shi, M. V. Lee, T. Yamada, T. Hasegawa, Y. -Y. Noh and T. Minari, “Generating one-dimensional micro- or nano-structures with in-plane alignment by vapor-driven wetting kinetics”, Materials Horizons 4 (2), 259-267 (2017).
  • H. Yamada, H. Chonan, T. Takahashi and M. Shimizu, "Electrical properties of Ni/n-GaN Schottky Diodes on free-standing m-plane GaN Substrates", Appl. Phys. Express 10 (4), 1001 (2017).
  • X. Lu, H. Ota, N. Kumagai, T. Kitada and T. Isu, “GaAs/AlAs triple-coupled cavity with InAs quantum dots for ultrafast wavelength conversion devices”, Jpn. J. of Appl. Phys. 56 (4S), 04CH02 (2017).
  • Y. Minami, H. Ota, X. Lu, N. Kumagai, T. Kitada and T. Isu, “Current-injection two-color lasing in a wafer-bonded coupled multilayer cavity with InGaAs multiple quantum wells”, Jpn. J. of Appl. Phys. 56 (4S), 04CH01 (2017).
  • T. Kitada, H. Ota, X. Lu, N. Kumagai and T. Isu, “Surface Emitting Devices Based on a Semiconductor Coupled Multilayer Cavity for Novel Terahertz Light Sources”, IEICE Transactions on Electronics E100-C, 171-178 (2017).
  • T. Ide, M. Shimizu, X. -Q. Shen, H. Ishida, M. Ishida, N. Otsuka and T. Ueda, “Recovery current characteristics of diode mode operation in GaN gate injection transistor bi‐directional switch”, Physica Status Solidi C 14 (8), 1720008 (2017).
  • N. Taoka, G. Capellini, V. Schlykow, M. Montanari, P. Zaumseil, O. Nakatsuka, S. Zaima and T. Schroeder, "Electrical and optical properties improvement of GeSn layers formed at high temperature under well-controlled Sn migration", Mater. Sci. in Semicond. Proc. 57, 48-53 (2017).

Collaborated Research

  • H.Minemawari, M.Tanaka, S.Tsuzuki, S.Inoue, T.Yamada, R.Kumai, Y.Shimoi and T.Hasegawa, "Enhanced Layered-Herringbone Packing due to Long Alkyl Chain Substitution in Solution-Processable Organic Semiconductors",Chem. Mater. 29 (3), 1245-1254 (2017).
  • K. Aoshima, S. Arai, K. Fukuhara, T. Yamada and T. Hasegawa, "Surface modification of printed silver electrodes for efficient carrier injection in organic thin-film transistors", Organic Electronics 41, 137-142 (2017).

[2016]

  • T. Kitada, H. Ota, X. Lu, N. Kumagai and T. Isu, “Two-color surface-emitting lasers using a semiconductor coupled multilayer cavity”, Appl. Phys. Express 9, 111201 (2016).
  • X. -L. Wang, G. -D. Hao and N.Toda, “A novel directional light-emitting diode based on evanescent wave coupling”, Proc. of 43rd Int. Symp. on Compd. Semicond., (2016).
  • T.Yamada, K.Fukuhara, K.Matsuoka, H.Minemawari, J.Tsutsumi,N. Fukuda, K.Aoshima, S.Arai, Y.Makita, H.Kubo, T.Enomoto, T.Togashi, M.Kurihara and T.Hasegawa, "Nanoparticle chemisorption printing technique for conductive silver patterning with submicron resolution", Nat. Commun. 7, 11402 (2016).

Collaborated Research

名古屋大学東山キャンパス

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赤﨑記念研究館4階

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