| Project/Area Number |
22K18306
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
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| Research Institution | Osaka University (2023-2024)
The University of Tokyo (2022) |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三浦 均 名古屋市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (50507910)
川西 咲子 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (80726985)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥25,870,000 (Direct Cost: ¥19,900,000、Indirect Cost: ¥5,970,000)
Fiscal Year 2024: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2022: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
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| Keywords | SiC / Gibbs-Thomson溶媒 / 液相エピタキシー / Gibbs-Thomson効果 / 結晶成長 / エピタキシー / Ga2O3 / エピタキシャル |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、酸化ガリウムや硫化スズを成長対象結晶として、Gibbs-Thomson効果が創出する超成長場のプロセスサイエンスの解明に取り組み、Gibbs-Thomson溶媒を用いた超速エピタキシーの基礎を確立する。まず①本エピタキシーの超高速を駆動する成長ポテンシャルの定量的な評価、②高速成長に起因する高濃度ドーピング機構の解明、ならびに③混晶系新材料への本技術の応用性検証を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
High-speed epitaxy using Gibbs-Thomson solvents is expected to be a new innovative crystal growth method. In this study, we aimed to clarify the growth behavior of this epitaxy by in-situ observation, and to investigate the applicability of Gibbs-Thomson solvents to gallium oxide as a different material other than SiC.
First, we developed a technique for in-situ interference observation of SiC epitaxy, and performed in-situ observation of growth using various Gibbs-Thomson solvents. It was demonstrated that extremely large growth was obtained in the initial growth period of 1-3 min for all solvents. Furthermore, we applied this growth method to the growth of gallium oxide-based mixed crystals, and confirmed that it was possible to grow gallium oxide alloy layers with several tens of microns thickncess, and then confirmed the applicability to other materials using Gibbs-Thomson solvents.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
Gibbs-Thomson溶媒を用いた半導体材料の高速成膜は、反応系として原料粉末を基材にスラリー状にして塗布して加熱を行うことで実現できるため、「簡便な」成膜を可能とする。その成長の支配因子が未解明であったが、その場観察でその機構が概ね解明され、SiCであれば20-50ミクロン厚の成膜が安定して得られる条件を明らかにした。加えてSiCと同様に注目を集める半導体材料であるGa2O3の混晶への応用性を検討し、様々な材料の成膜やコーティング技術として提案する。
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