【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.07】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24AT0064
利用課題名 / Title
GaN指向性マイクロLEDの研究
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者）/Internal Use (by ARIM members)
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, GaN/GaN, 指向性/directionality,光デバイス/ Optical Device,電子線リソグラフィ/ EB lithography,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation
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)
趙 茜茜
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
王学論
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
郭 哲維
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
AT-093：高速電子ビーム描画装置（エリオニクス）
AT-023：電子ビーム真空蒸着装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
発光素子にサイズ数μmの微小な半導体LEDを用いたマイクロLEDディスプレイは次世代ARスマートグラスのための高輝度・高解像度・省電力ディスプレイとして期待されている。その実現のためには、スマートグラス光学系への結合効率（光の利用効率）が高く、高密度に集積しても画素間の光のクローストークが生じない指向性マイクロLEDの開発は重要である。我々は微小円錐台型指向性マイクロを提案し、その開発を進めている。このデバイスでは、直径100～200nmの微小な発光源が円錐台（サイズ～発光波長程度）の中心に埋め込まれている。本研究では、産総研ARIM内の装置を利用して、指向性マイクロLEDのための微小発光の作製を行った。
実験 / Experimental
まず、InGaN/GaN量子井戸試料表面上にPMGIとZEP-520の2層電子線レジストを塗布し、電子ビーム描画装置（AT-093）を用いて直径200nmの円形パターンを形成した。次に、真空蒸着（AT-023）およびリフトオフプロセスにより円形のNiパターンを試料表面上に形成させた。最後に、Niをマスクとして用いて、中性粒子ビームエッチング法により、円柱状のInGaN/GaN微小発光源の作製を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
作製した微小発光源試料を走査電子顕微鏡により観察したところ、垂直な側面を持つ円柱状のInGaN/GaN微小発光源アレイが形成されているのを確認した。また、微小発光源の高さはエッチング時間により、100nmから1μmまで任意の高さに制御できることも確認した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
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