Characterization and control of defects, phase separation, and compositional fluctuation in kappa-(InxGa1-x)2O3 mixed crystals for novel electron devices

• Project/Area Number: 24K08272
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 30010:Crystal engineering-related
• Research Institution: Meiji University
• Principal Investigator: 上田 修 明治大学, 研究・知財戦略機構(生田), 研究推進員(客員研究員) (50418076)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池永 訓昭 金沢工業大学, 工学部, 教授 (30512371) ; 西中 浩之 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 准教授 (70754399)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: κ-Ga2O3 / 混晶半導体 / ミストCVD / 結晶欠陥 / 相分離

Outline of Research at the Start

本研究では、強誘電性を有し、2次元電子ガス(2DEG)濃度がGaNに比べて1桁高いと期待されるκ-Ga2O3に着目し、デバイス用ヘテロ構造作製に不可欠となるκ-(InxGa1-x)2O3混晶半導体の高品質化を図る。
具体的には、ε-GaFeO3基板上へのκ-(InxGa1-x)2O3混晶薄膜成長において、1)格子整合条件にもかかわらず形成された2種の特異な結晶欠陥（U字状転位半ル－プおよび微小欠陥）の評価と形成機構の解明、および2)In組成の増加と共に進行すると思われる熱的不安定性に起因する相分離・組成揺らぎの評価、さらには3)それらの低減・抑制による薄膜の高品質化を、他に先駆けて行う。