研究内容
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
所属学会
応用物理学会
電子・光機能材料研究センター
酸化物パワー半導体に関する研究
パワー半導体,酸化ガリウム,酸化ゲルマニウム
概要
半導体分野では、次世代パワー半導体を用いた超低損失パワーデバイスの実用化が求められている。中でも、研究開発の歴史が比較的浅い酸化ガリウムや酸化ゲルマニウムは、先行する炭化ケイ素や窒化ガリウムと比較して、パワーデバイス応用に有利な基礎物性を有しており、近年注目を集めている。本研究では、これら新しい酸化物パワー半導体のデバイス応用を目指し、共同研究を通じて基礎物性の評価からデバイス技術の開発まで幅広く取り組んでいる。
新規性・独創性
例えば、β型酸化ガリウム（β-Ga2O3）半導体において、新しい基板面方位(−112)を提案して、そのポテンシャルを探っている。
内容
研究例として、(−112)面β-Ga2O3上のホモエピタキシャル成長およびガスエッチングについて紹介する。この面方位は、β-Ga2O3の主要な酸素格子面に相当するものの、これまでほとんど注目されてこなかった。そこで、我々は(−112)面β-Ga2O3基板を用意し、ハライド気相成長法によるホモエピタキシャル成長を試みた。その結果、図に示すように、理想的な単結晶ステップフロー成長が実現し、従来の面方位よりも平坦な表面が得られた。さらに、HClガスエッチングを実施したところ、図に示すように、結晶異方性を反映して(100)面を側壁とする、サイドエッチングが極めて小さい垂直加工が実現した。これらの成果は、パワーデバイスに必要な結晶成長技術および微細加工技術の高度化に貢献するものである。現在も、(−112)面β-Ga2O3のさらなる可能性を探る研究を進めている。
[参考文献] T. Oshima, and Y. Oshima, Sci. Technol. Adv. Mater. 27, 2680969 (2026).
まとめ
このように、我々は酸化物パワー半導体に新たな視点に基づくアイデアを取り入れ、基礎研究からデバイス応用まで幅広く研究開発に取り組んでいる。
