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水素化多結晶窒化ガリウム半導体の実用化とオプトエレクトロニクス素子への応用

八木 茂 ニュービジネスセンター
岩永 剛 同上
鈴木 星児 同上
鈴木 俊彦 同上
鳥越 誠之 同上

 短波長の受光・発光素子が可能な窒素(窒素)族化合物半導体(窒化物半導体)の大面積化と低コスト化を目標として新しい半導体領域である非単結晶窒化ガリウムの材料と素子の研究を行った。リモートプラズマによる活性窒素と有機金属化合物との反応を利用して400℃以下での低温成長と水素化を可能とするデュアルリモートプラズマ成長装置を開発し、従来の高温成長法では使用不可能であったガラス基板上へ非晶質や微結晶/多結晶の水素化窒化ガリウム(GaN:H)を成長した。これらの中からガラス/透明導電膜基板上に成長したMgドープ多結晶GaN:H半導体にAu電極を設けた簡単な構成の素子が単結晶GaNのUVフォトダイオードと同等のUV感度や応答性、安定性を示すことを見出した。2001年にこの素子を用いた携帯型紫外線自動計測器を商品化し、世界で初めて多結晶窒化物半導体の実用化に成功した。

 この多結晶GaN:H半導体は光起電力の発生やヘテロpn接合の形成が確認されており、太陽電池やトランジスタなどの素子が可能であるほか、電流注入発光による平面LED素子の可能性もあり、今後多様な応用が期待できる。

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