技術概要

Si等の立方晶系半導体やその延長で捉えられてきた窒化物半導体には結晶極性の概念がなかったが、展示研究者は1988年に六方晶に由来する極性に気づいた。高い窒素平衡蒸気圧が窒素リッチな混晶の成長を妨げてきたが、窒素の取り込み効率の高いN極性はInNまでもの成長を可能。赤色LEDも作製済み。さらに結晶内に存在する分極の方向も極性に依存する。III族極性HEMTは基地局で実用化済みだが、6Gには速度不足であり、N極性HEMTが高速化に有望。このように極性制御は材料・デバイス双方に新展開をもたらす。

想定される活用事例

結晶極性は、窒素原子の結晶中への取り込み効率や結晶内の分極の方向を決定する。展示研究者が提示してきた窒素極性は、下記の素子の実現を可能にする。高速動作可能な逆HEMT、フォトキャリアの引き出し効率の高い太陽電池、高温においても発光効率をキープできる赤色LED、温度安定性に優れた光通信用レーザ、SiのCMOSより簡単な工程で作製できる相補型トランジスタ

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特許情報

企業へのメッセージ

研究室では、独自の結晶成長技術およびほとんどの素子を作製できていて、保有技術の移転も可能。企業の方には、共同研究を通して、実用に耐えるレベルへの高度化と素子評価（寿命も含めて）をお願いしたい。

お問い合わせ先

未来科学技術共同研究センター

E-mail: takashi.matsuoka.b6@tohoku.ac.jp