微細LEDおよび受光素子の異種基板上常温接合と光バイオテクノロジー応用

microLED 和光电探测器在不同基底上的室温粘合以及光生物技术应用

基本信息

  • 批准号:
    20K04620
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究の目的が、微小サイズの発光ダイオード(LED)および受光素子を異種基板上に常温および大気圧下で接合する技術の確立で、前年度までに窒化ガリウム(GaN)基板を用いたLEDにて数マイクロメートル程度までの微細パターニングの可能性があることを確認している。さらにSilicon-On-Insulator(SOI)基板を用いて、受光素子とし動作させる段階までの作製工程の確立を行った。2022年度の研究内容としては、SOI基板上にイオン注入によりpn接合ダイオード受光素子を作製し、電流電圧特性を評価した。パターニングの方法としては前年度まで電子線描画装置を用いていたが、簡易に実験を行うためにマスクの作製が必要でない、マスクレス紫外線露光装置を用いた。10-20マイクロメートル程度の素子構造が作製できたので、SOI基板上の素子やGaN-LEDを異種基板に接続する方法の確立を目指した。レジストを塗布した基板上にSOI基板を用いた受光素子の接合を試みたが、素子の一部分のみ接合ができたが素子全体が接合できる段階までには至っていない。接合前の素子構造の最適化、その構造を実現するための作製工程の改善、接合前の素子表面処理などを変更する必要があることが示唆された。電流電圧特性については、pn接合受光素子上に真空蒸着装置にて電極となるアルミニウムを堆積させて、露光装置にて電極パターンを形成して特性を評価したところ、高性能ではないがダイオード特性である整流特性が確認できた。
The purpose of this study is to establish a bonding technology for light emitting diodes (LED) and light receiving diodes on dissimilar substrates at room temperature and high pressure, and to confirm the possibility of using LED for GaN substrates in the past year. The process engineering of Silicon-On-Insulator(SOI) substrate is established in the following stages: application, operation of photodetectors, etc. 2022 research content: on SOI substrate, electron implantation, pn junction, electron operation, current voltage characteristics evaluation In the past year, the electronic ray drawing device has been used in a simple way to make it necessary to use ultraviolet ray exposure device. 10-20: The method for manufacturing semiconductor structures on SOI substrates and for establishing semiconductor GaN-LED interfaces on dissimilar substrates On the SOI substrate, the junction of the light-receiving elements is tested, and the junction of a part of the elements is tested. It is necessary to optimize the element structure before bonding, improve the manufacturing engineering to implement the element structure, and change the element surface treatment before bonding. Current voltage characteristics, pn junction photodetectors, vacuum evaporation devices, electrode deposition, exposure devices, electrode formation characteristics, high performance, rectification characteristics, etc.

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Integration of GaN-LEDs with Heterogeneous Device Components by Epitaxil Film Bonding
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