【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.22】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24NM0123

利用課題名 / Title

高効率GaNマイクロLEDの研究

利用した実施機関 / Support Institute

物質・材料研究機構 / NIMS

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

マイクロLED/micro-LED, 窒化ガリウム/GaN, スマートグラス/smart glass,ALD,フォトニクスデバイス/ Nanophotonics device

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)

王 学論

所属名 / Affiliation

産業技術総合研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

津谷 大樹,吉田 美沙

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NM-611：原子層堆積装置 [AD-230LP]

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

微小な半導体LEDを発光素子に用いたマイクロLEDディスプレイは次世代VR/ARスマートグラスのための高輝度・高解像度・省電力のディスプレイとして期待されている。そのためには、マイクロLEDのサイズをμmオーダーまで微細化することが望まれる。マイクロLEDは一般に誘導結合プラズマエッチングにより、InGaN/GaN LEDウェハをメサ状に加工することで作製される。その場合、マイクロLEDの側面がプラズマに曝されることにより欠陥が高密度で形成されるため、マイクロLEDの発光効率がサイズの縮小とともに急激に低下することが大きな問題になっていた。我々は半導体材料の無損傷エッチングが可能な中性粒子ビームエッチングを用いたGaNマイクロLEDの作製技術の開発を進めてきた。また、マイクロLEDの側面を適切な誘電体膜で保護することは発光効率の向上に重要である。本研究では、NIMS-ARIM内の原子層堆積装置を利用して、InGaN/GaN青色マイクロLEDの側面保護膜の成膜を行った。

実験 / Experimental

【利用した主な装置】：NM-611 原子層堆積装置[AD-230LP]まず、産業技術総合研究所内の中性粒子ビームエッチング装置を用いて、InGaN/GaN青色マイクロLEDのメサ構造を作製した。次に、上記の原子層堆積装置（ALD）を利用して、厚さ10nmのAl₂O₃保護膜を成膜させた。なお、ALD成膜はTMAと H₂Oを原料に用いて、基板温度300℃において行った。

結果と考察 / Results and Discussion

図に中性粒子ビームエッチングを用いて作製した直径約800nmのInGaN/GaN青色マイクロLEDメサの走査電子顕微鏡写真を示す。垂直な側面を持つマイクロLEDメサが形成されているのが分かる。上記マイクロLEDメサ試料上にALD-Al₂O₃およびSiO₂（プラズマCVDにより成膜）保護膜を成膜させた後、所定の場所に電極を形成させ、マイクロLEDを完成させた。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

マイクロLEDメサの走査電子顕微鏡写真

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.

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