Organization
Institute of Materials and Systems for Sustainability Center for Integrated Research of Future Electronics Innovative Devices Section Designated assistant professor
Title
Designated assistant professor
OHNISHI Kazuki
Education 3
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Nagoya University Graduate School of Engineering Department of Electronics
2019.4 - 2022.3
Country： Japan
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Tohoku University Graduate School of Engineering Department of Applied Physics
2017.4 - 2019.3
Country： Japan
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Tohoku University Faculty of Engineering
2013.4 - 2017.3
Country： Japan
Awards 3
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IEEE Nagoya Section Excellent Student Award
2022.3
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第13回ナノ構造エピタキシャル成長講演会発表奨励賞
2021.12 日本結晶成長学会ナノ構造エピタキシャル成長分科会
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第50回（2021年春季）応用物理学会講演奨励賞
2021.9 応用物理学会 HVPE法によって作製されたp型GaNの電気および構造特性評価
Papers 11
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Shun Lu, Manato Deki, Takeru Kumabe, Jia Wang, Kazuki Ohnishi, Hirotaka Watanabe, Shugo Nitta, Yoshio Honda, Hiroshi Amano
Applied Physics Letters Vol. 122 ( 14 ) 2023.4
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Kazuki Ohnishi, Naoki Fujimoto, Shugo Nitta, Hirotaka Watanabe, Shun Lu, Manato Deki, Yoshio Honda, Hiroshi Amano
Journal of Applied Physics Vol. 132 ( 14 ) 2022.10
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Kazuki Ohnishi, Naoki Fujimoto, Shugo Nitta, Hirotaka Watanabe, Yoshio Honda, Hiroshi Amano
Journal of Crystal Growth Vol. 592 page： 126749 - 126749 2022.8
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Ohmic contact on low-doping-density p-type GaN with nitrogen-annealed Mg Reviewed
Shun Lu, Manato Deki, Jia Wang, Kazuki Ohnishi, Yuto Ando, Takeru Kumabe, Hirotaka Watanabe, Shugo Nitta, Yoshio Honda, Hiroshi Amano
Applied Physics Letters Vol. 119 ( 24 ) page： 242104 - 242104 2021.12
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Vertical GaN p+-n junction diode with ideal avalanche capability grown by halide vapor phase epitaxy Reviewed
Kazuki Ohnishi, Seiya Kawasaki, Naoki Fujimoto, Shugo Nitta, Hirotaka Watanabe, Yoshio Honda, Hiroshi Amano
Applied Physics Letters Vol. 119 ( 15 ) page： 152102 - 152102 2021.10
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Kazuki Ohnishi, Yuki Amano, Naoki Fujimoto, Shugo Nitta, Hirotaka Watanabe, Yoshio Honda, Hiroshi Amano
Journal of Crystal Growth Vol. 566 page： 126173 - 126173 2021.7
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Thermodynamic analysis of the gas phase reaction of Mg-doped GaN growth by HVPE using MgO Reviewed
Tomoya Kimura, Kazuki Ohnishi, Yuki Amano, Naoki Fujimoto, Masaaki Araidai, Shugo Nitta, Yoshio Honda, Hiroshi Amano, Yoshihiro Kangawa, Kenji Shiraishi
Japanese Journal of Applied Physics Vol. 59 ( 8 ) page： 088001 - 088001 2020.8
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Halide vapor phase epitaxy of p-type Mg-doped GaN utilizing MgO Reviewed
Kazuki Ohnishi, Yuki Amano, Naoki Fujimoto, Shugo Nitta, Yoshio Honda, Hiroshi Amano
Applied Physics Express Vol. 13 ( 6 ) page： 061007 - 061007 2020.6
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Reuse of ScAlMgO4 substrates utilized for halide vapor phase epitaxy of GaN Reviewed
Kazuki Ohnishi, Shigeyuki Kuboya, Tomoyuki Tanikawa, Takuya Iwabuchi, Kazuya Yamamura, Noriyuki Hasuike, Hiroshi Harima, Tsuguo Fukuda, Takashi Matsuoka
Japanese Journal of Applied Physics Vol. 58 ( {SC} ) 2019.6
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Tomoyuki Tanikawa, Kazuki Ohnishi, Masaya Kanoh, Takashi Mukai, Takashi Matsuoka
Applied Physics Express Vol. 11 ( 3 ) page： 031004 - 031004 2018.3
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Kazuki Ohnishi, Masaya Kanoh, Tomoyuki Tanikawa, Shigeyuki Kuboya, Takashi Mukai, Takashi Matsuoka
Applied Physics Express Vol. 10 ( 10 ) page： 101001 - 101001 2017.10
Presentations 31
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HVPE growth for vertical GaN p-n junction diodes with high breakdown voltages Invited
Kazuki Ohnishi, Shugo Nitta, Yoshio Honda, Hiroshi Amano
International Workshop on Nitride Semiconductors 2022 (IWN2022) 2022.10.14
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Preparation of thick Mg-doped p-type GaN layers grown by halide vapor phase epitaxy
2022.9.21
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Surface kinetics in HVPE growth of GaN layers on GaN (0001) freestanding substrates
2022.9.21
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Exploration of the origin of reverse leakage current in GaN vertical p-n junction diodes grown by halide vapor phase epitaxy
2022.9.22
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ハライド気相成長法による縦型GaN p-n接合ダイオードの作製
大西 一生, 川崎 晟也, 藤元 直樹, 新田 州吾, 渡邉 浩崇, 本田 善央, 天野 浩
第69回応用物理学会春季学術講演会 2022.3.23
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GaN高温HVPE成長のための熱力学解析モデルの修正
松岡 聖, 坂東 もも子, 大西 一生, 後藤 健, 新田 州吾, 村上 尚, 熊谷 義直
第69回応用物理学会春季学術講演会 2022.3.22
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アニールしたMg層による低濃度p型GaNへの接触抵抗低減
陸 順, 出来 真斗, 王 嘉, 大西 一生, 安藤 悠人, 渡邉 浩崇, 隈部 岳瑠, 新田 州吾, 本田 善央, 天野 浩
第69回応用物理学会春季学術講演会 2022.3.23
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Halide vapor phase epitaxy of p-type GaN for verical GaN power devices Invited
K. Ohnishi, S. Kawasaki, N. Fujimoto, S. Nitta, H. Watanabe, Y. Honda, H. Amano
14th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials 15th International Conference on Plasma-Nano Technology (ISPlasma2022/IC-PLANTS2022) 2022.3.7
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n型GaNドリフト層の表面平坦化に向けたハライド気相成長条件の検討
大西一生, 藤元直樹, 新田州吾, 渡邉浩崇, 本田善央, 天野浩
第13回ナノ構造・エピタキシャル成長講演会 2021.12.2
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アモノサーマル製GaN基板上へのHVPE-GaN成長界面で新たに生じる貫通転位の抑制
森祐人, 新田州吾, 飯田一喜, 守山実希, 大西一生, 藤元直樹, 渡邉浩崇, 田中敦之, 本田善央, 天野浩
第50回結晶成長国内会議（JCCG-50） 2021.10.27
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HVPE成長させたp型GaNの電気的特性および構造欠陥評価 Invited
大西一生, 天野裕己, 藤元直樹, 新田州吾, 渡邉浩崇, 本田善央, 天野浩
第82回応用物理学会秋季学術講演会 2021.9.11
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HVPE法によって作製されたp型GaNの電気および構造特性評価
大西一生, 天野裕己, 藤元直樹, 新田州吾, 渡邉浩崇, 本田善央, 天野浩
第68回応用物理学会春季学術講演会 2021.3.17
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HVPEによる固体ドーパントを用いたp型GaNの結晶成長 Invited
大西一生, 天野裕己, 新田州吾, 藤元直樹, 本田善央, 天野浩
第49回結晶成長国内会議（JCCG-49） 2020.11.9
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Mg含有セラミックスを不純物源としたMg添加GaNのHVPE成長
天野裕己, 大西一生, 藤元直樹, 渡邉浩崇, 新田州吾, 本田善央, 天野浩
第81回応用物理学会秋季学術講演会 2020.9.10
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MgOを利用したハライド気相成長法によるp型GaNの作製
大西一生, 天野裕己, 藤元直樹, 新田州吾, 本田善央, 天野浩
第81回応用物理学会秋季学術講演会 2020.9.10
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MgOを用いたMgドープGaNのHVPE成長における気相反応の熱力学的解析
木村友哉, 大西一生, 天野裕己, 藤元直樹, 洗平昌晃, 新田州吾, 本田善央, 天野浩, 寒川義裕, 白石賢二
第12回ナノ構造・エピタキシャル成長講演会 2020.7.31
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MgOを用いたMg添加GaNのハライド気相成長
大西一生, 天野裕己, 藤元直樹, 新田州吾, 本田善央, 天野浩
第67回応用物理学会春季学術講演会 2020.3.14
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HVPE法による不純物含浸セラミックスを用いたMg添加GaN成長
天野裕己, 大西一生, 藤元直樹, 渡邉浩崇, 新田州吾, 本田善央, 天野浩
第67回応用物理学会春季学術講演会 2020.3.14
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ハライド気相成長法を用いた高純度GaN成長
大西一生, 天野裕己, 藤元直樹, 新田州吾, 本田善央, 天野浩
先進パワー半導体分科会第6回講演会 2019.12.3
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Si台座構造上GaNモノリシック微小二重共振器型第二高調波発生デバイスの作製
南部誠明, 永田拓実, 塩見圭史, 藤原康文, 大西一生, 谷川智之, 上向井正裕, 片山竜二
第66回応用物理学会春季学術講演会 2019.3.10
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Reuse of ScAlMgO4 substrates utilized for halide vapor phase epitaxy of GaN
K. Ohnishi, S. Kuboya, T. Tanikawa, T. Fukuda, T. Matsuoka
International Workshop on Nitride Semiconductors 2018 (IWN2018) 2018.11.15
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GaN成長に用いたScAlMgO4基板の再利用
大西一生, 窪谷茂幸, 谷川智之, 福田承生, 松岡隆志
第65回応用物理学会春季学術講演会 2018.3.17
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Three-dimensional imaging of threading dislocations in thick GaN films by two-photon-excitation photoluminescence
T. Tanikawa, K. Ohnishi, T. Matsuoka
第36回電子材料シンポジウム (EMS-36) 2017.11.10
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Three-dimensional threading dislocations in GaN crystals by multiphoton-excitation photoluminescence Invited
T. Tanikawa, K. Ohnishi, T. Matsuoka
International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2017 (ICMaSS 2017) 2017.10.1
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多光子励起PL法によるGaN結晶の貫通転位の3次元イメージング Invited
谷川智之, 大西一生, 松岡隆志
第78回応用物理学会秋季学術講演会 2017.9.7
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二光子励起フォトルミネッセンス法によるGaN中の貫通転位の三次元分布評価 Invited
谷川智之, 大西一生, 加納聖也, 向井孝志, 松岡隆志
第78回応用物理学会秋季学術講演会 2017.9.6
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Three-dimensional analysis of threading dislocation in HVPE-grown GaN using two-photon-excitation photoluminescence
T. Tanikawa, K. Ohnishi, M. Kanoh, T. Mukai, T. Matsuoka
12th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-12) 2017.7.26
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HVPE of thick GaN layers on ScAlMgO4 substrates and their self-separation for fabricating free-standing wafers
K. Ohnishi, M. Kanoh, T. Tanikawa, S. Kuboya, T. Mukai, T. Matsuoka
12th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-12) 2017.7.25
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多光子励起フォトルミネッセンス法によるGaNの内部欠陥の三次元観察 Invited
谷川智之, 大西一生, 藤田達也, 加納聖也, 向井孝志, 松岡隆志
第9回ナノ構造・エピタキシャル成長講演会 2017.7.14
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二光子励起フォトルミネッセンス法によるGaN中の貫通転位の三次元分布評価
谷川智之, 大西一生, 加納聖也, 向井孝志, 松岡隆志
第64回応用物理学会春季学術講演会 2017.3.15
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ハイドライド気相成長法によるScAlMgO4基板上へのGaN厚膜成長と自己剥離プロセス
大西一生, 加納聖也, 谷川智之, 窪谷茂幸, 向井孝志, 松岡隆志
第64回応用物理学会春季学術講演会 2017.3.17
KAKENHI (Grants-in-Aid for Scientific Research) 2
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Grant number：23K13672 2023.4 - 2026.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究 若手研究
大西 一生
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\4550000 （ Direct Cost: \3500000 、 Indirect Cost：\1050000 ）
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Grant number：20J13885 2020.4 - 2022.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費 特別研究員奨励費
大西 一生, 大西 一生
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\2100000 （ Direct Cost: \2100000 ）
ハライド気相成長（HVPE）法は、成長速度が高く、高純度GaNの作製可能なことから、縦型パワーデバイス作製手法として魅力的である。しかしながら、素子作製に重要なp型GaNのHVPE法による作製は非常に困難であり、本研究開始以前には、信頼に値するp型GaNの報告はなかった。報告者は、HVPE法によるp型GaNの実現に向けて、その成長条件の探索を行い、p型GaNを実現した。また、作製したp型GaNの電気的および構造的特性評価も行った。
まず、ドーピング原料の探索を行った。アクセプタとしてMgが一般的に使用されているが、HVPE法において適切なMgドーピング原料が存在せず、そのことがp型GaNの作製を困難としていた。申請者は、Mg原料として固体MgOに着目した。MgOにHClガスを供給し、MgCl2を生成することによってドーピングを行うことに成功した。また、供給するHClガスの流量を変化させることによってMg濃度の制御が可能である。
Mg添加GaNのHall効果測定を行ったところ、p型伝導を示した。キャリア濃度の温度依存性から算出した活性化エネルギーはMgアクセプタの活性化エネルギーと同程度であり、Mgアクセプタがp型伝導に寄与していることを確認した。また、算出したアクセプタ濃度（Na）およびドナー濃度（Nd）のMg濃度依存性を調べたところ、従来の有機金属気相成長法にて作製されるp型GaNとよい一致を示した。これは、本研究にて作製したp型GaNの品質が高いことを示すだけでなく、成長手法にとらわれないp型GaNの物性を反映していることを強く支持する結果である。