2021 Fiscal Year Research-status Report
ビーム実験による次世代半導体Ga2O3のプラズマエッチング表面反応機構の解明
| Project/Area Number |
21K03522
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
伊藤 智子 大阪大学, 工学研究科, 助教 (10724784)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 酸化ガリウム / イオンビーム / 反応性プラズマエッチング |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
酸化ガリウム(Ga2O3)は、次世代パワーデバイス用ワイドギャップ半導体材料として注目を集めている材料であり、将来、Ga2O3パワーデバイスの実用化にあたって異方性エッチングを可能とする反応性プラズマエッチングプロセスの開発が必至である。Ga2O3に対する反応性プラズマプロセスの開発には、どのようなプラズマ活性種が、どのようなエネルギーを持って表面に入射し、どのような反応を、どのような割合で起こすのかといったプラズマ活性種毎の反応素過程を定量化し、プラズマ固体表面反応を理解した上でプラズマプロセスを構築する必要がある。本課題では、反応性プラズマ中の多様な活性種(イオン、ラジカル、分子等)とGa2O3表面との反応について、活性種ビーム照射実験によりプラズマ中の活性種毎の反応素過程を明らかにすることでプラズマ固体表面反応機構の解明を目的とする。反応性プラズマ活性種の中でエネルギーを持って基板に入射する反応性イオンが最もエッチング反応に寄与すると考えられることから、所望の質量のイオンのエネルギーを精細に制御してイオンビームを照射可能な質量分離イオンビーム装置を用いて、イオンビーム照射によるGa2O3のエッチング特性の評価を行った。22年度は、質量分離イオンビーム装置を用いて、化学的な不活性な希ガス(アルゴン)イオンビーム照射し、Ga2O3のエッチングイールド測定を行い、物理的スパッタリングによるGa2O3のエッチング特性を明らにした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
21年度は、Ga2O3反応性プラズマエッチングにおける有効なエッチャントの探索を目的として、Ga2O3試料に対して、質量分離イオンビーム装置を用いてArイオン照射を行い、十分なイールドデータを取得できた。しかしながら、光電子分光分析装置(XPS)を用いた表面分析を行う予定であったが、XPSの制御用PCの修理に伴い、表面分析を長期間行うことができなかったため、やや遅れていると評価した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
Si系半導体材料の反応性プラズマエッチングで用いられている三塩化ホウ素やフロロカーボンを用いたハロゲンプラズマとのエッチング特性を明らかにする。具体的には、質量分離イオンビーム装置を用いて塩素イオン、フロロカーボンイオンといったハロゲンイオンビーム照射実験を行い、21年度で得られた希ガスイオン照射のデータと比較することで、ハロゲンイオン種毎の化学的エッチング反応の評価を行う。また、23年度では、イオンビーム照射による脱離物の測定も行う予定であることから、質量分析装置用の差動排気チャンバーや試料台の作製を行う。
|
| Causes of Carryover |
本年度の成果報告として出張での学会発表を予定していたが、オンライン開催となり、当初想定していた旅費より請求額が少なくなったため、次年度使用額が生じた。尚、未使用額は、22年度の学会参加費等の旅費に充当する予定である。
|
