2017 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of an ultra-wide-band-gap semiconductor having a 7-eV band gap
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16K13673
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
大島 孝仁 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任助教 (60583151)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 酸化ガリウム / 混晶 / 超格子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度では，以下の3つの課題に取り組み一定の成果を得た．
（１）残念ながら，当初の7eVの半導体を作製するという目的は達成されなかったが，その代わりとして，β-(AlGa)2O3をチャネル層としたトランジスタを実現した（デバイス作製にはMITの協力を得た）．酸化ガリウム系では世界初の混晶をチャネルとしたデバイスであり，そのバンドギャップは5.1 eVと，酸化ガリウムの4.6 eVよりも大きい．混晶をメインとしたデバイス応用の可能性を示唆した結果である．
（２）α型酸化ガリウム系混晶をヘテロ接合へと展開するために，格子不整合度が最も大きく作製困難なα-Ga2O3/Al2O3超格子を作製して，デバイス応用に有利なコヒーレント界面であることを確認した．またバンドオフセットを評価した．これらの結果は，任意組成の混晶ヘテロ接合の作製が可能であることが示され，α型ヘテロ接合デバイスを指示するものである．
（３）前年度，作製確認であると分かったγ型混晶系のヘテロ接合系への展開のために，最も格子不整合度の大きな組み合わせとなるγ-Ga2O3/Al2O3超格子を作製し，コヒーレント界面を確認した．なお，格子定数の大小関係が，γ-Al2O3＜スピネル基板＜γ-Ga2O3であるため，超格子の各層の厚みを制御して平均格子定数を基板に完全格子整合させることができた．これは，III-V族半導体でよく見られる高度な制御ができたことを示している．
以上，総じて混晶系の発展に寄与する成果を複数得ることができた．
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[Presentation] Bandgap, excitons, phonons, and thermal conductivity of alpha-, beta-, gamma- and epsilon-Ga2O32017
Author(s)
N. Jankowski, R. Gillen, G. Callsen, C. Nenstiel, F. Nippert, A. Hoffmann, J. S. Reparaz, P. O. Vaccaro, A. R. Go, M. Campoy-Quiles, M. Bosi, R. Fornari, J. Schurmann, M. Kracht, A. Karg, M. Eickhoff, T. Oshima, et al
Organizer
2nd International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials
Int'l Joint Research
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