| 研究課題/領域番号 |
19H02182
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 |
|---|
研究代表者 |
東脇 正高 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所小金井フロンティア研究センター, 室長 (70358927)
|
|---|
| 研究分担者 |
重川 直輝 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (60583698)
梁 剣波 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80757013)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
|
|---|
| キーワード | 酸化ガリウム (Ga2O3) / 直接接合 / 表面活性化 / シリコン (Si) / シリコンカーバイド (SiC) / 酸化ガリウム / シリコン / シリコンカーバイド |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
酸化ガリウム (Ga2O3) の有する非常に高い絶縁破壊電界、融液成長バルク基板の存在という材料的メリットを活かした次世代パワーデバイスの実現を目指し、ホール伝導性を有するp型Ga2O3の欠如、低熱伝導率に伴う放熱問題という2つの問題点を解決するための技術開発を行います。本研究課題においては、Ga2O3の有するこれら両課題に対して最も有効な手法であると考えられるGa2O3基板とシリコン (Si) 、シリコンカーバイド (SiC) 基板との直接接合技術を開発し、その接合界面の構造、熱伝導、電気的特性を評価します。
|
| 研究成果の概要 |
Ga2O3が抱えるホール伝導性を有するp型の欠如、低熱伝導率に伴う放熱問題という2つの大きな課題の有効な解決策となり得ると考える、Ga2O3基板とSi基板およびSiC基板との直接接合技術を開発した。構造評価としては、Si/Ga2O3接合界面に生じる中間層の接合後熱処理温度依存性について調査した。また、n-Si/n-Ga2O3, p-Si/n-Ga2O3接合ダイオードの電気的特性を評価し、バンドアライメントを同定することに成功した。更に、Ga2O3/SiC接合基板の熱伝導率を、周期加熱放射測温法を用いて評価した結果、Ga2O3厚10 μmにおいて約250 W/mKという高い値が得られた。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
表面活性化接合法により、従来のエピタキシャル薄膜成長技術では実現不可能な材料同士の組み合わせによるヘテロ構造を実現することを目的とした研究開発である。本研究成果で、最も一般的な半導体材料であるSiと新規ワイドギャップ半導体であるGa2O3の接合において、比較的高品質な界面が得られることが分かった。今後、この接合法によって作製した新ヘテロ構造を利用した様々なデバイス開発が実施可能と考える。そのため、新半導体ヘテロ接合分野の開拓につながる可能性が有るという点で、学術的・社会的両方の意義がある。
|
