GaN系UV-LED励起に基づく新規フルカラー・フラットパネルディスプレイの開発

开发基于GaN基UV-LED激发的新型全彩平板显示器

• 批准号: 12750290
• 负责人: 佐藤 祐一
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Akita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750290/
• 关键词: GaN; InGaN; 金属基板; 大面積基板; フラットパネルディスプレイ; 蛍光ディスプレイ; ガラス基板

申請者は、提案する新規フラット・パネルディスプレイの実現において最も重要な事項である、大面積化が可能な基板上でのGaN系薄膜の成長に関して検討を行った。ディスクリート紫外線発光ダイオードによる蛍光体の励起特性に関する予備実験を行い、4000cd/m2以上の高輝度な可視発光が得られたことから、紫外線発光ダイオードアレイの発光は単結晶基板上に成長したGaN系単結晶薄膜による高効率発光ダイオードに対し10分の1程度でも十分にデバイス化が可能であると判断した。したがって、GaN系薄膜の成長に用いる基板としては単結晶を用いて高品質の単結晶薄膜を作製しなくとも良いと考え、大面積化、フレキシブル、軽量、安価などの利点を有する多結晶Ti金属箔を選択した。金属箔の場合、金属板に対してさらに圧延などの工程が加わっており、金属板とは多少異なる結晶状態となっているが、このような金属箔上に直接GaN薄膜を成長した場合には、下地の結晶状態の影響により結晶性の良好なGaN薄膜は得られなかった。これに対し、GaN薄膜を高温で成長した後もアモルファスの状態を保つ中間層を金属箔との間に挿入することで結晶配向性の優れたGaN薄膜を得ることができた。しかし、この中間層材料はSiO2であり、金属箔をGaN薄膜に対して直接電極として使おうとする場合には支障が生じる。これを避けるために、金属箔としてアモルファス金属箔を用いることを試み、GaN薄膜をその上に成長した。その結果、アモルファス中間層を用いた場合と同様なc軸優先配向性を有するGaN薄膜が得られ、下地がアモルファスであることの有効性が確認された。また、作製した各薄膜の電気的光学的特性がデバイス化にとって重要であるが、光学的特性の評価としてフォトルミネセンス測定を行った。GaN薄膜に関しては主として可視光領域のディープレベル発光のみが見られた。一方、GaNに対してInを混合することにより紫外光領域のバンド端発光が見られるようになり、さらに、SiO2中間層を用いてTi箔上に成長したInGaN薄膜からは強いバンド端発光が見られた。電気的特性の評価および制御に関しては今後進めなければならないが、このような多結晶の金属箔上に成長した場合でも、短波長領域の発光が見られるGaN系薄膜を得ることが可能であることを確認できた。

Applicants は, proposal す る new rules フ ラ ッ ト · パ ネ ル デ ィ ス プ レ イ の be presently に お い て matters most important な も で あ る, large change が な substrate で の department of GaN film の growth に masato し て 検 line for を っ た. デ ィ ス ク リ ー ト ultraviolet light 発 ダ イ オ ー ド に よ る 蛍 light body の wound up features に masato す る reserve be 験 を い, more than 4000 CD/m2 の degree of micromixer mixing effect な visual 発 が too light ら れ た こ と か ら, ultraviolet light 発 ダ イ オ ー ド ア レ イ の 発 light は 単 crystal substrate に growth し た GaN department 単 crystal film に よ る high working rate 発 light ダ イ オ ー ド Youdaoplaceholder0 against であると 10 points で 1 degree で にデバ 10 points にデバ ス possible であると judgment た た. し た が っ て, GaN film の growth に with い る substrate と し て は 単 crystallization を with い て high-quality の 単 crystal film を cropping し な く と も good い と え test, large area, フ レ キ シ ブ ル, 軽 amount, Ann 価 な ど の tartness を have す る crystallization Ti foil more を sentaku し た. Foil の occasions, metal plate に し seaborne て さ ら に 圧 delay な ど の engineering が plus わ っ て お り, metal plate と は how many different な る crystalline state と な っ て い る が, こ の よ う な foil を に directly GaN film growth し た occasions に は above or の crystalline state の influence に よ り crystalline の good な GaN film は have ら れ な か っ た. こ れ に し seaborne, GaN film temperature を で growth し た after も ア モ ル フ ァ ス の state を つ bao middle tier を foil と の に between scions into す る こ と で crystallization with tropism の optimal れ た GaN film を must る こ と が で き た. し か し, こ の intermediary material は SiO2 で あ り, metal foil を GaN film に し seaborne て electrode directly と し て make お う と す る occasions に は born a disabled が じ る. こ れ を avoid け る た め に, metal foil と し て ア モ ル フ ァ ス foil を with い る こ と を try み, GaN film を そ の に growth on し た. そ の results, ア モ ル フ ァ ス middle-tier を with い と た occasions with others in priority to sexual を な c shaft す る GaN film が must ら れ above or が ア モ ル フ ァ ス で あ る こ と の have sharper sex が confirm さ れ た. ま た, cropping し た 気 optical characteristics of each film の phone が デ バ イ ス change に と っ て important で あ る が, the characteristics of optical の 価 と し て フ ォ ト ル ミ ネ セ ン ス line measurement を っ た. GaN films に are related to the て て main と て て visible light field <s:1> ディ <s:1> プレベ プレベ プレベ プレベ みが みが light emission みが are seen in られた. Party, GaN に し seaborne て In mixed を す る こ と に よ り ultraviolet light field の バ ン ド end 発 が of light ら れ る よ う に な り, さ ら に, SiO2 layer を い て Ti foil に growth し た InGaN thin films か ら は strong い バ ン ド end 発 が of light ら れ た. The characteristics of electric 気 の review 価 お よ び suppression に masato し て は into future め な け れ ば な ら な い が, こ の よ う な crystallization の more metal foil に growth し た occasions で も, short wavelength の 発 が of light ら れ る department of GaN film を must る こ と が may で あ る こ と を confirm で き た.

项目成果

菱沼利文: "金属箔上へのGaN薄膜の成長(II)"第48回応用物理学関係連合講演会 講演予稿集. (発表予定). (2001)

Toshifumi Hishinuma：“金属箔上 GaN 薄膜的生长（II）”第 48 届应用物理会议论文集（待提交）（2001 年）。

佐藤 祐一: "Thin-film Deposition of Wurtzite-type Materials on Metal Surfaces"Technical Report of IEICE. EMD2001・62. 41-46 (2001)

佐藤佑一：“金属表面纤锌矿型材料的薄膜沉积”IEICE 的技术报告2001・62（2001）。

菱沼 利文: "金属箔上に成長したGaN薄膜の結晶性の中間層厚依存性"平成13年度電気関係学会東北支部連合大会講演論文集. 209 (2001)

Toshifumi Hishinuma：“金属箔上生长的 GaN 薄膜结晶度的中间层厚度依赖性”2001 年日本电气工程师东北分会会议记录 209 (2001)。

佐藤祐一: "The difference in growth mechanisms of GaN thin films on metal-foil and quartz substrates"Technical Digest of International Workshop on Nitride Late News Semiconductors. 11 (2000)

Yuichi Sato：“金属箔和石英衬底上 GaN 薄膜生长机制的差异”国际氮化物最新新闻半导体研讨会技术文摘 11 (2000)。

佐藤 祐一: "Crystallinity of GaN Thin Films Directly Grown on Metal Foils by the Reactive Evaporation Method"Japanese Journal of Applied Physics Part 1. 40・7. 4516-4517 (2001)

佐藤雄一：“通过反应蒸发法在金属箔上直接生长的GaN薄膜的结晶性”日本应用物理学杂志第1部分。40・7（2001年）