2019 年度研究成果報告書

ZnO/Ga2O3ヘテロ接合を利用した紫外線検出器の作製

研究課題

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研究課題/領域番号	17K05045
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	結晶工学
研究機関	一関工業高等専門学校
研究代表者	藤田実樹一関工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (60386729)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	Ga2O3 / ドーピング / スパッタリング / n型 / スズ / シリコン
研究成果の概要	p型ZnO/n型Ga2O3ヘテロ接合構造に着目し、これを用いた新規の紫外線検出器を作製することを目的として、n型Ga2O3の電気伝導率制御を試みた。将来の量産化を視野にいれ、スパッタリング法を用いて、n型ドーパントとしてSnやSiを導入したGa2O3ターゲットを使用した。Snを用いた場合、Ga2O3の結晶性の改善が見られたが、伝導率制御はできなかった。一方、Siを用いた場合、Ga2O3の結晶性はSnを用いた場合よりも悪化するが、窒素や酸素雰囲気でアニールすることによって、伝導率の制御が可能となり、酸素雰囲気のアニールがより効果的なことが分かった。最大で0.5/Ωcmの電気伝導率が得られた。
自由記述の分野	半導体工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究で用いたスパッタリング法は工業的によく用いられている、簡易的に薄膜を作製できる方法ではあるが、分子線エピタキシー法や有機金属化学気相法などの他の結晶成長法に比べ高品質結晶が得られにくいという問題点がある。これまでGa2O3については、スパッタリング法を用いての電気伝導率の制御が難しかったが、本研究において、Siをn型ドーパントとして用いることによって、ある程度伝導率の制御が可能となった。これは、今後Ga2O3をデバイスへ応用する上で学術的に、また、産業応用上の観点からも意義深い。