| 研究課題/領域番号 |
21K04657
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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26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
我田 元 明治大学, 理工学部, 専任准教授 (40633722)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 酸化ガリウム / 水溶液法 / Chemical Bath Deposition / エピタキシャル層 / ヘキサフルオロガリウム酸アンモニウム / オキシ水酸化ガリウム / β-Ga2O3 / エピタキシャル成長 / 化学浴堆積法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本申請研究では、次世代パワーデバイス用材料のひとつとして期待されるβ-Ga2O3エピタキシャル層の水溶液法による形成を目的とする。特に、申請者の開発したNon Seed CBD法により、加水分解反応を精密に制御し、シード層なしで単結晶基板上へβ-Ga2O3エピタキシャル層を直接形成することを目指す。
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| 研究成果の概要 |
(NH4)3GaF6を使用した水溶液法により、Ga2O3エピタキシャル層の低温形成を試みた。回転式フローリアクターを用いて、温度、pH、ホウ酸濃度等の実験条件を変化させて成膜を試みたが、六角柱状のGaOOH結晶からなる膜が得られ、Ga2O3膜を直接形成することは困難であった。GaOOH膜は熱処理によりGa2O3膜に変換可能であったが、H2Oの脱離により多数の気孔が生じた。一方で、適切な成膜条件を選択することで、これまで報告の無い柱状GaOOH結晶がち密に配列した薄膜が得られるとわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水溶液法によるガリウム化合物合成では一般にGa(NO3)3が原料として使用されるが、本研究では(NH4)3GaF6を使用した。これは反応経路が変化や成長制御により、Ga2O3が直接形成されることを期待したためである。結果として、Ga2O3の直接形成に至らなかったものの、(NH4)3GaF6の使用によりGaOOHの結晶形状が変化することを見出しており、これは結晶成長分野に寄与すると考えている。また、ワイドバンドギャップ半導体として期待されるGaOOHの高結晶性のち密膜が得られたため、今後はGaOOHの電子物性制御による半導体デバイス応用を検討する予定である。
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