ミストCVD法によるε-酸化ガリウムヘテロ接合デバイスに関する研究

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K17839
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子・電気材料工学; 結晶工学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 西中 浩之 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 助教 (70754399)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 酸化ガリウム / 強誘電体 / 混晶 / ミストCVD / 結晶成長

研究成果の概要

本研究では、ε-酸化ガリウムの自発分極を利用したヘテロ接合デバイスを作製して、窒化ガリウム等の従来のパワーデバイスを超える省エネデバイスを実現することを目的としている。
その実現に向け、下記の成果を得た。
ミストCVD法によりε-酸化ガリウムの結晶成長技術から、バンドギャップエンジニアリングのための混晶化技術を達成した。結晶成長では、他の結晶相の成長の抑制のために、NiOバッファ層の挿入や、表面平坦性の改善のために成長条件の検討を行った。また混晶化技術では、AlやInとの混晶化を行うことで、バンドギャップを4.5～5.9eVまで変調することに成功した。

自由記述の分野

結晶成長

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、GaNを超える可能性のあるパワー半導体であるε-酸化ガリウムに関する研究であり、本研究を通じてデバイス応用に結晶成長技術の基礎が構築された。特にバンドギャップエンジニアリングはヘテロ接合デバイスに必須の技術であり、そのバンドギャップエンジニアリングに成功したこととその物性解明の学術的意義は大きい。また、本研究がさらに進展すれば、GaNを超えるパワー半導体が実現されることとなり、より低消費な省エネ社会への実現に貢献する社会的意義の大きな研究であると言える。