2023 Fiscal Year Annual Research Report
シリコン基板を用いた「酸化ガリウム高電子移動度トランジスタ」の開発
| Project/Area Number |
21K04204
|
|---|
| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
小山 政俊 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (30758636)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 酸化ガリウム / 3C-炭化ケイ素 / ミストCVD |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
酸化ガリウム（Ga2O3）は、ダイヤモンドなどと並ぶ超ワイドバンドギャップ材料として、そのバンドギャップを活かした高耐圧パワーデバイスや深紫外線検出デバイスへの応用が期待されている。本研究では、Ga2O3の5つの結晶多形の中で、κ-Ga2O3 は反転対称な構造をもたず、自発分極を有することから、自発分極を利用した分極電荷によって2次元電子ガスを発生させ、チャネルとして利用する κ-Ga2O3 高電子移動度トランジスタ（HEMT）の開発を目指している。これまで、有機金属気相堆積法で Si (111) 基板上に成膜した 3C-SiC (111) テンプレート基板を用いて、この上にファインチャネル型ミスト化学気相堆積（Mist-CVD）法によって κ-Ga2O3 を成膜し、その薄膜評価を行なってきた。
昨年度までの研究において、HEMTを形成するために必要な平坦なκ-Ga2O3 薄膜の成膜条件について調査を行ってきた結果、表面平坦性に依然改善の必要があったため、今年度もその改善と、さらに、成膜中に発生するパーティクル抑制のための成膜装置の改造を行い、その効果の検証を行った。平坦性については、原料となるGaアセチルアセトナートを溶解した溶液の濃度の低濃度化と、ミストの供給量を最適化することによって、平坦性がより改善することがわかった。この薄膜は、X線回折測定およびそのφスキャン測定の結果より、面内で3回の回転ドメインをもつ orthorhombic 構造のGa2O3 であることがわかった。研究期間全体を通して、最終目標であるGa2O3 HEMT の試作までは至らなかったが、Si基板上にorthorhombic 構造のGa2O3 薄膜を成長する条件について有用な成果が得られた。
|
