| 研究課題/領域番号 |
21K04204
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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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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 大阪工業大学 |
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研究代表者 |
小山 政俊 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (30758636)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 酸化ガリウム / Ga2O3 / ミストCVD / 3C-SiC / 分極 / HEMT / 3C-炭化ケイ素 / 高電子移動度トランジスタ / Si基板 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、新たなパワーデバイス材料としてSiCやGaNが実用化され、さらに高耐圧動作が可能なGa2O3が注目されている。Ga2O3バルク基板は小口径・高額であることから、安価で汎用性の高い基板上での実現が望ましく、本研究では、Si基板上に成長した3C-SiC 上にε相単相の Ga2O3薄膜を成膜することで、Si 基板上にε-Ga2O3系ヘテロ構造を作製し、低損失Ga2O3-HEMT を実現することで、既存の半導体工場との親和性が高く、ウェハの大口径化が容易な Si 基板を用いた安価な次世代デバイス開発を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、その結晶構造により自発分極を有するκ-Ga2O3 の分極電荷を利用した高電子移動度トランジスタ（HEMT）を目標に研究を行った。Si (111) 基板上に有機金属気相堆積法で成膜した 3C-SiC (111)上にファインチャネル型ミスト化学気相堆積法によってGa2O3を成膜し、κ-Ga2O3を成膜する基礎検討を行った。κ-Ga2O3 HEMTを実現するために必要な平坦な薄膜成膜条件の模索を行い、成膜中に発生するパーティクル抑制のための成膜装置の改良、原料溶液の濃度、ミスト供給量を最適化することによって、平坦なκ-Ga2O3 薄膜が3C-SiC上に成膜できることが明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
研究期間全体を通して、最終目標であるGa2O3 HEMT の試作までは至らなかったが、Si基板上にorthorhombic 構造のκ-Ga2O3 薄膜を成長するためのバッファ層として3C-SiCが有用であること、また、3C-SiC上にκ-Ga2O3 薄膜を成膜するための有用な知見が得られた。
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