| 研究課題/領域番号 |
18K13788
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
池之上 卓己 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (00633538)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | ワイドバンドギャップ半導体 / p型酸化物半導体 / 酸化ニッケル / ミストCVD法 / p型ワイドギャップ半導体 / NiMgO / p型 / 酸化物 / ワイドバンドギャップ |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、次世代のパワーデバイス応用に不可欠なp型酸化物半導体として酸化ニッケル (NiO) に注目し、低環境負荷で高品質な成膜が可能なミストCVD法を用いた成膜を行った。結果として、α-Al2O3基板及びMgO基板上に高品質なNiO薄膜の成長を実現した。また、p型の導電性制御として、Liドーピングを試み、広い範囲にわたるキャリア濃度制御を実現した。
次に、デバイス応用を見据えて、β-Ga2O3 (100)基板上にNiO:Li (100)を成長させ、双晶の生じない単結晶NiO:Liの成長条件を見出した。高い整流比と絶縁破壊電圧を示すヘテロ接合ダイオードを試作した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、SiCやGaNを超えたパワーデバイスを実現できる可能性のあるワイドバンドギャップ酸化物半導体の中でも稀少なp型伝導を示すNiOの高品質な結晶成長技術を確立した。特にLiをドーパントとして広範なキャリア濃度制御を実現したことは、デバイス応用研究を加速させることに直結する意義の大きい成果である。さらに、Ga2O3とのヘテロ接合ダイオードを試作し、本研究がさらに発展することで、将来的にはSiCやGaNを超えるパワーデバイスを実現して、省エネルギーなどの社会に貢献する可能性を示した。
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