Direct fabrication of Garium oxide epitaxial layers by a low-temperature aqueous solution method

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04657
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
• Research Institution: Meiji University
• Principal Investigator: Wagata Hajime 明治大学, 理工学部, 専任准教授 (40633722)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 酸化ガリウム / 水溶液法 / Chemical Bath Deposition / エピタキシャル層 / ヘキサフルオロガリウム酸アンモニウム / オキシ水酸化ガリウム

Outline of Final Research Achievements

Fabrication of Ga2O3 epitaxial layers at a low temperature by an aqueous solution method using (NH4)3GaF6 was investigated. Prepared films consisted of hexagonal columnar GaOOH crystals, and direct formation of Ga2O3 was not achieved. Although the GaOOH films were converted into Ga2O3 films by heat treatment, many pores were generated in the films due to the desorption of H2O. In addition, we found that the above method enable us to fabricate films consisting of densely arranged columnar GaOOH crystals, which are expected as a potential wide band gap semiconductor.

Free Research Field

無機材料工学、無機化学、結晶化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水溶液法によるガリウム化合物合成では一般にGa(NO3)3が原料として使用されるが、本研究では(NH4)3GaF6を使用した。これは反応経路が変化や成長制御により、Ga2O3が直接形成されることを期待したためである。結果として、Ga2O3の直接形成に至らなかったものの、(NH4)3GaF6の使用によりGaOOHの結晶形状が変化することを見出しており、これは結晶成長分野に寄与すると考えている。また、ワイドバンドギャップ半導体として期待されるGaOOHの高結晶性のち密膜が得られたため、今後はGaOOHの電子物性制御による半導体デバイス応用を検討する予定である。