Development of Gallium Oxide Microfabricated Devices with Novel Substrate Principal Surfaces and Novel Etching Techniques

• Project/Area Number: 24K01368
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 30010:Crystal engineering-related
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: 大島 孝仁 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 電子・光機能材料研究センター, 主任研究員 (60583151)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大島 祐一 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 電子・光機能材料研究センター, 主幹研究員 (70623528)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2026: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2025: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2024: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
• Keywords: 酸化ガリウム / 微細加工 / デバイス開発 / (-102)面

Outline of Research at the Start

β型酸化ガリウムパワーデバイスの特性向上に直結するフィン（凸）/トレンチ（凹）構造を、プラズマを用いたドライエッチングではなく、応募者らが提案するプラズマを使用しない塩酸ガスエッチングによるファセット形成を利用して作製する。ここで、これまで研究開発で利用されたことがない(-102)面基板を用いることで、(i) 側壁面が垂直、(ii) 側壁面が表面エネルギー密度最小の (100)ファセット平坦面で構成される、(iii)プラズマダメージが無い、という理想的なフィン/トレンチを実現する。そして、デバイス応用として、縦型フィントランジスタや縦型トレンチショットキーバリアダイオードを試作・評価する。