| 研究課題/領域番号 |
17K05047
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
結晶工学
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
大島 祐一 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (70623528)
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| 研究分担者 |
Garcia Villora 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主任研究員 (90421411)
島村 清史 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (90271965)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 酸化物半導体 / パワーデバイス / 紫外線検出素子 / ワイドギャップ半導体 / パワー半導体 / 酸化ガリウム / 結晶成長 / エピタキシャル |
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| 研究成果の概要 |
ε-Ga2O3のデバイス応用に向け、基礎的な物性調査、および高品質エピ実現のためのHVPE法によるエピ成長技術の検討を行った。AlNおよびβ-Ga2O3基板上に成膜したε-Ga2O3はGaN基板上と同様に約700°Cまで安定とわかった。構造解析の結果、いずれのエピ膜も直方晶相を含んでいた。ε-Ga2O3平坦膜のモザイク性は、高温成長化・厚膜化により改善することを明らかにした。さらに、SiO2マスクによる選択成長を実施し、ε-Ga2O3アイランドの形成、およびそれらを会合させた平坦膜を得ることに成功した。X線半値幅が平坦成長の場合より大幅に狭いことも確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
省エネルギー社会の実現に向け、GaNやSiCを超えるいわゆるウルトラワイドバンドギャップ半導体のパワーデバイス応用の実現が急務である。本研究のターゲットであるε-Ga2O3はその候補の一つであり、高濃度二次元電子ガスやそれを利用した高性能HEMTが期待できるユニークな特徴をもつ。しかしε-Ga2O3は準安定相であるうえに格子整合基板が無い。従って、まずはその物性の把握や結晶欠陥の低減が不可欠である。本研究において、ε-Ga2O3の熱的安定性や結晶構造の重要な知見が得られ、さらに選択成長による高品質化に世界で初めて成功したことは、ε-Ga2O3のデバイス応用実現に大きく寄与するものである。
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