酸化ガリウムの表面および界面処理技術の研究

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2022年度はドライエッチング後の酸化ガリウム（Ga2O3）試料に水酸化テトラメチルアンモニウム（TMAH）を用いてウエットエッチングを施し，表面平坦化に効果があるか走査電子顕微鏡（SEM）および走査プローブ顕微鏡（SPM）を用いて調べることを予定していた．しかしながら，走査プローブ顕微鏡（SPM）の故障により表面平坦性効果を評価することができなくなってしまったため，2023年度に実施予定であったトレンチ構造の作製を前倒しして行った．はじめに，プラズマCVD（P-CVD）法で酸化ガリウム上にSiO2膜を堆積した．そして，リソグラフィーによるパターニングを施し，ドライエッチングを施すことでSiO2マスクを作製した．次に，Cl2ガスおよびBCl3ガスを用いた誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング（ICP-RIE）にて酸化ガリウムにトレンチ構造を作製した．ドライエッチング条件はガス種，ICP電力，そしてBias電力を変化させた．その結果，酸化ガリウムはICP電力に大きく影響を受け，いずれのガスにおいても高いICP電力値ではサブトレンチ（マイクロトレンチ）が形成されることが明らかになった．サブトレンチが形成したトレンチではトレンチ底部で電解集中が発生する．そのため，ドライエッチングにてトレンチ構造を作製する段階で，ドライエッチングの条件を最適化させる必要があることがわかった．また，Cl2ガスはエッチングレートが遅く，選択比も悪いため，Cl2ガスで深いトレンチ構造を作製することは困難であることが明らかとなった．今年度は走査プローブ顕微鏡（SPM）の使用が可能となったため，昨年度実施する予定であった表面平坦性効果を明らかにしながら，トレンチ形状の変化に及ぼすウエットエッチングの効果を明らかにする予定である．