2017 Fiscal Year Research-status Report
酸化ガリウムワイドギャップ化合物半導体薄膜のn型ドーピングの制御
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16K06268
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
郭 其新 佐賀大学, シンクロトロン光応用研究センター, 教授 (60243995)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 化合物半導体 / 電気特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、パワーデバイス及び深紫外固体光源用材料として注目されているワイドギャップ半導体である酸化ガリウムに着目し、ｎ型酸化ガリウム結晶膜の電気伝導性制御の実現を目的としている。パルスレーザー堆積法を用いて高品質ｎ型酸化ガリウム結晶膜の成長技術を確立し、デバイス応用に向け、シリコンドーパントの化学組成・結合状態、電子状態を観測することにより、ドーピング機構を解明しようとしている。
平成29年度は、前年度に得られたデータを活用して、引続き、パルスレーザー堆積法によりシリコンドープ酸化ガリウム膜の作製を行ったが、電気特性を改善させるため、ターゲット中のシリコン含有量を一定とし、基板温度（100～600℃）を変化させた。作製された酸化ガリウム薄膜について、Ｘ線回折、原子間力顕微鏡、エネルギー分散型X線分光法、ホール測定法等により評価を行い、結晶性及び電気特性が基板温度に強く依存していることが明らかになった。また、カソードルミネッセンス及びシンクロトロン光光電子分光法を用いて、酸化ガリウムの結晶性による光学特性及び電子構造特性の変化を明らかにした。これらの研究成果は、国際論文誌AIP Advancesに公表した。また、2017年に開かれた、Collaborative Conference on Materials Research (CCMR) 2017、TACT2017 International Thin Film Conferenceなどの国際会議で招待講演を行い、研究成果の一部を紹介した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通り、シリコンドープ酸化ガリウム膜の結晶性及び電気特性の基板温度依存性を明らかにし、順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
引続き、パルスレーザー堆積法によりシリコンドープ酸化ガリウム膜の作製を行うが、結晶性及び電気特性を最適化するため、基板温度を一定とし、酸素圧力（10-4～10-1Pa）を変化させ、薄膜を作製する。得られた膜中のシリコンドープ量、電子濃度と電子移動度を測定し、成長された膜の結晶性との関係を明らかにする。また、カソードルミネッセンス測定及び電子移動度の温度特性よりシリコンドーパントの散乱機構を解明し、結晶欠陥がどのような振る舞いを示すのかを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
理由：パルスレーザー堆積実験装置用のエキシマレーザー用のガス購入用の費用を計上したが、装置のガス交換の必要がなかったため。
使用計画：サンプルを作製する際、エキシマ―レーザー用ガス、高純度酸素ガス、基板洗浄用薬品、ターゲット及びガスケット等の真空部品が必要とされるため、これらを消耗品として購入する。ため、研究打合せ、研究成果発表のため、旅費及び論文投稿料として使用する。
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