研究员）王学伦，实验室组长，熊谷直人，分配到团队，YAMADA Hisashi，GaN先进器件开放创新实验室实验室组长，坂北肇，分配到研究所，清水哲二，组长，先进电子与光子学研究所
- 开发包含准大气压等离子体源的原创金属有机化学气相沉积系统
- 提供高密度活性氮物种，实现高质量氮化铟生长
- 对红光到近红外范围内高效光学器件和下一代高频器件应用的期望
集成等离子体源和铟源气体供应管线的源气体注入模块示意图
氮化铟（InN）在氮化物半导体中具有最高的电子迁移率，为14,000 cm2/Vs(理论值)，并且具有对应于近红外(18μm)的带隙能量(07eV)。因此，它有望成为 5G 后的下一代高频器件以及波长温度依赖性较低的激光器等近红外光学器件的基础材料。
通过增加In含量，可以将氮化铟镓(InGaN)半导体的发射波长从紫外增加到近红外。因此，覆盖地面太阳光波长范围的高效太阳能电池和发出红光的微型发光二极管（micro-LED）等应用也引起了人们的关注。然而，实现这一目标被认为需要 InGaN 的 In 含量分别为 30% 至 100%（100% 为 InN）和 30% 至 40%。
当使用金属有机化学气相沉积（以下简称“MOCVD”）方法生长InN和高In含量InGaN时，控制生长温度极其重要。 In原子在800°C或更高的温度下容易从生长表面脱附并且很少结合到晶体中，因此生长必须在650°C或更低的低温下进行。然而，传统的MOCVD方法使用氨气的热分解，因此需要900℃或更高的高温来有效地分解氨气。在InN和高In含量InGaN生长所需的650℃左右的低温下，无法向生长表面提供足够量的活性氮物种，这使得制造具有高性能器件所需的高电子迁移率和高发射效率的薄膜晶体成为挑战。
AIST 的研究人员开发了一种新的氮化物半导体薄膜晶体气相沉积技术，特别是氮化铟 (InN) 和高 In 含量氮化铟镓 (InGaN)。
该技术将独创的准大气压等离子体源集成到传统MOCVD系统的源气注入模块中，通过向样品表面提供高密度活性氮物种，成功提高了InN薄膜晶体的质量。这一成果有望实现下一代太阳能发电和VR/AR显示器等应用所需的红光至近红外范围内的高效光学器件，以及下一代高频器件。