研究開発成果
※研究者の所属・肩書および参画企業等記載は課題採択または記事掲載時のものであり、現在とは異なる場合があります。
ものづくり・産業基盤
要素技術構築
酸化ガリウム基板を用いた300nm-350nm帯紫外LEDの開発
キーワード :  酸化ガリウム、AlGaN、縦型深紫外LED、深紫外光用透明p型コンタクト層、深紫外光用高反射p型電極
研究成果最適展開支援プログラム(A-STEP)  シーズ顕在化タイプ
研究開発課題名 酸化ガリウム基板を用いた300nm-350nm紫外LEDの開発(開発期間:平成27年12月〜平成28年12月)
プロジェクトリーダー所属機関 株式会社タムラ製作所 研究者 平山 秀樹(理化学研究所)

波長300nm-350nmのUVB-UVA領域のLEDは、効率・出力が低く現状では実用化が難しい。原因としては、絶縁体のサファイアの上に形成された横注入構造のため大電流駆動が困難であることと、p型層と電極での紫外光吸収のため光取出し効率が低いことが挙げられる。
本研究では紫外を透過させ、かつ電気抵抗が非常に低い酸化ガリウム基板を用いた垂直注入構造LEDによる大電流駆動化の実現と、透明p型層と高反射率電極による光取り出し効率改善の2つを目的として、次の要素開発を進めた。
まず、LED開発に使えるレベルの転位密度1x109cm-2であり、酸化ガリウム(-201)基板と界面電気抵抗がゼロになるn-AlGaN層作成手法を開発した。平行してUVA、UVB光に対し透過率が97%以上であるp-型AlGaNコンタクト層と反射率70%のNi/Al層高反射p型電極を実現した。

成果説明画像

期待されるインパクト(効果、意義、市場規模、売り上げ予測)

高出力UVA、UVB−LEDが実現できれば、現在、LED化されていない農薬削減用光源のLED化が期待できる。これにより、導入・ランニングコストの低減や、機器の小型化により使いやすさの向上につながり、紫外光の農業応用技術普及が促進される。世界的に広まれば、地球規模の農薬使用量の削減が期待できる。また出力があがるにつれて、皮膚治療光源やUV硬化の分野への応用が期待できる。

開発者の声

今回の支援で、ELO成長の解析など基礎検討を綿密に行えたので研究を効果的に進めることができた。それゆえ目標を上回る酸化ガリウム上AlGaNの結晶品質向上技術、低抵抗化技術、またp型コンタクト透明化技術の知見をえることができた。この開発速度を維持し、事業化まで進めたい。


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