2020 Fiscal Year Research-status Report
Research on physical properties of electrode interface on wide-gap semiconductor by a new sress measurement by Raman spectroscopy
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19K05296
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| Research Institution | Chukyo University |
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Principal Investigator |
須田 潤 中京大学, 工学部, 教授 (20369903)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 顕微ラマン分光 / ワイドギャップ半導体 / 熱応力 / 局所的電子物性 / 電子移動度 / 電子密度 / 抵抗率 / 金属積層薄膜電極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高温領域の電極付ワイドギャップ半導体の電極界面近傍の熱応力と電子物性の挙動を解明することは,次世代の省エネ大電力パワーエレクトロニクスシステムの高い信頼性の獲得という点で極めて重要である．本研究では,高温領域の電極付ワイドギャップ半導体のラマンイメージングの温度依存性の実験を行い,電極界面近傍の熱応力の3次元分布を求める．さらにLOPCモードのラマンスペクトルから,高温ワイドギャップ半導体の電極界面近傍の熱応力と局所的な電子物性の関係を解明するものである。今年度は低不純物濃度のn形GaN、n形ZnO結晶、n形4H-SiC、n形6H-SiCの積層電極付サンプルを作成して、LOPCモードの電子プラズマ振動を仮定した誘電分散解析を行い、電子物性（電子密度、電子移動度、比抵抗）を求め、ホール効果の温度依存性実験のものと比較した。その結果、誘電分散解析より得られた電極遠方の積層電極付ｎ形GaN結晶の電子物性はホール効果と定量的にほぼ一致しているのがわかった。一方、昨年度に引き続き3次元顕微ラマンの温度測定より電極近傍の熱応力を求め、熱応力が温度にほぼ比例して大きくなることを確認することができた。さらに得られたn形GaN結晶において電極遠方を基準とした電極近傍のラマン線幅の増大特性を確認できた。βーGa2O3についてはc軸が積層金属膜電極面に垂直な電極付サンプルを作成した。これらの研究結果は国内学会、国際学会で発表を行い、n形GaN結晶に関する研究についてジャーナル論文(JJAP)に掲載された。
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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
本研究において当初ターゲットとしたワイドギャップ半導体（GaN結晶）のサンプルについて,高温ラマンイメージング測定と誘電分散解析により電子物性（電子密度,電子移動度,抵抗率）を求めた。この解析結果はホール効果の温度依存性の実験結果とほぼ一致し、良好な結果が得られていることから順調に進んでいるといえる。さらに既に得られたn形GaN結晶電極遠方を基準とした電極近傍のラマン線幅の増大特性を用いてK-K解析から熱応力を求めることが可能であると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は電極近傍のGaN結晶について電子物性の研究を行うとともに、他のワイドギャップ半導体(4H-SiC,6H-SiC,βーGa2O3,ZnO結晶）について同様の測定を行い、得られた結果は随時、査読付き論文や国際会議論文に公表する予定である。また、得られたn形GaN結晶電極遠方を基準とした電極近傍のラマン線幅の増大特性を用いてK-K解析から熱応力を求めることを試みる。
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| Causes of Carryover |
数件発表予定していた国際学会、国内学会がコロナウィルスの感染拡大で遅延・中止になり主に旅費の残額が生じた。最終年度である今年度は国内学会、国際会議と査読付研究論文への投稿を予定している。
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