【公開日：2025.06.16】【最終更新日：2025.05.07】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22KT1310
利用課題名 / Title
窒化物半導体のデバイス作製
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials
キーワード / Keywords
成膜・膜堆積,膜加工・エッチング,オプトエレクトロニクス,リソグラフィ/Lithography,スパッタリング/Sputtering,フォトニクス/ Photonics
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
船戸 充
所属名 / Affiliation
京都大学 大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
松田祥伸,梅本隆之介
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
赤松孝義
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KT-104：高速マスクレス露光装置
KT-107：厚膜フォトレジスト用スピンコーティング装置
KT-202：多元スパッタ装置（仕様Ｂ）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
窒化物半導体を用いた新たな光デバイスを創成するうえで，半導体結晶の構造制御は有効な手段である．また，デバイスを作製するには，作製した結晶の加工および電極形成が必須である．本プロジェクトでは，新規光デバイスの創成に向けて京都大学ナノテクノロジーハブ拠点の設備で，マスクレス露光などを実施した．
実験 / Experimental
窒化物半導体(GaN)結晶は研究室で有機金属気相成長法(MOVPE)により準備した，GaN表面に，京都大学ナノテクノロジーハブ拠点の厚膜フォトレジスト用スピンコーティング装置（KT-107）でフォトレジストを塗布した後，サーマルリフロー法か高速マスクレス露光装置（KT-104）でグレースケールリソグラフィによりレジストを三次元的な構造に加工した．研究室の反応性イオンエッチング(RIE)装置によりレジストの構造を窒化物半導体に転写し，さらにGaNおよびInGaN量子井戸発光層をMOVPEにより形成した．
図1に試料の作製工程の概略図を示す.
結果と考察 / Results and Discussion
各工程での加工条件を精査した結果，結晶再成長に適した，滑らかな表面のGaNを形成することができるようになった．その上にGaNおよびInGaN量子井戸層を形成しデバイス(LED)化した．三次元構造を形成する各面に独立な電極を形成して電流駆動した結果，面の傾斜角に依存して，発光色が変化することが実証できた.
図2に（左上）作製したLEDの光学顕微鏡写真、（左下）各斜面に独立な電極を形成し各面からの電流注入発光スペクトル、（右）各斜面の発光している様子をそれぞれ示す。図1の左上の写真では上面と２種類の斜面A,Bを持たせることに成功している。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1：試料の作製工程
図2：(左上) 作製したLEDの光学顕微鏡写真．(左下)各面からの電流注入発光スペクトル，(右)発光状態の写真
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 梅本隆之介,松田祥伸,船戸充,川上養一，第70回応用物理学会 春季学術講演会 (2023年3月)
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件