β-及びκ-酸化ガリウム中の深い準位の定量と結晶成長における制御
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22K20428
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0302:Electrical and electronic engineering and related fields
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
鐘ケ江 一孝 (鐘ヶ江 一孝) 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 助教 (30962435)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 酸化ガリウム / 半導体パワーデバイス / 欠陥準位 / 容量過渡分光法 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、パワーデバイス応用が期待されるn型β-Ga2O3と、大容量高周波デバイス応用が期待されているn型κ-Ga2O3の結晶成長と欠陥準位の定量を一貫して行う。得られた情報を結晶成長へフィードバックすることで、欠陥準位の起源を探り、その制御を目指す。Ga2O3中の欠陥準位を詳細に調べる際、定量したい欠陥準位の物性にあわせて測定・解析方法を新規に考案する。欠陥準位の評価のみならず、デバイスの動作領域であるエピタキシャル成長層の結晶成長から一貫した研究を行うことで、結晶成長中に導入される欠陥準位の起源や生成メカニズムの理解を深め、学理に基づきその制御方法を検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸化ガリウムのポテンシャルを最大限に引き出した電子デバイスを設計・作製するためには、デバイス特性に影響を与える酸化ガリウム中の深い準位に関する深い理解と制御が必須であり、深い準位の定量を精密に行うことは重要である。
深い準位の定量手法として本研究で用いる容量過渡分光法では、接合容量のごくわずかな過渡変化から深い準位の物性や密度を定量する。このため、精密な定量には、理想的なSchottky界面の形成が必須である。本研究ではまず、酸化ガリウムエピタキシャル成長層中の深い準位の定量に向けて、測定装置の大幅改修とβ-酸化ガリウムSchottky障壁ダイオードの試作検討を行った。
ハイドライド気相成長法により成長したβ-酸化ガリウムホモエピタキシャル成長層に有機及び無機洗浄を施し、ホモエピタキシャル成長層表面のパーティクル等を除去した。次に、表面にNi-Schottky電極を、裏面にオーミック電極を、抵抗加熱蒸着法によってそれぞれ形成した。試作したSchottky障壁ダイオードは、理想的な電流-電圧特性及び接合容量-電圧特性を示した。Schottky障壁ダイオードの試作検討で得られたプロセスレシピ・知見により、β-酸化ガリウム中の深い準位の定量のためのデバイスを再現性良く作製することが可能となった。
より精密な測定を可能にするために、容量過渡分光法に用いる測定装置の大幅な改修を行った。具体的には、キャパシタンスメータ以外の各計測機器や温度制御器をほぼすべて刷新し、これらを自動で制御するシステムを独自開発した。この改修により、測定精度の向上・測定時間の短縮に成功した。
作製したβ-酸化ガリウムSchottky障壁ダイオードを標準試料として、改修した測定装置を用いた等温過渡容量分光測定を実施した。評価デバイス作製から測定・データ解析のノウハウを着実に構築している。
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Report
(2 results)
Research Products
(1 results)
