次世代パワー半導体β-Ga2O3の固有欠陥準位の全容解明

完整阐明下一代功率半导体 β-Ga2O3 的固有缺陷水平

• 批准号: 22K04206
• 负责人: 中野 由崇
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Chubu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04206/
• 关键词: 酸化ガリウム; 欠陥準位; 真空中アニール; 酸素空孔; ガリウム空孔; 光容量過渡分光計測; フォトルミネッセンス計測; 次世代パワー半導体; 固有欠陥準位; フォトルミネッセンス

酸化ガリウム(β-Ga2O3)はポストSiC,GaNの次世代パワー半導体として期待されているが、優れた物性値を反映したデバイス特性の実現にはGa空孔,O空孔等に関連した電気的に活性な固有欠陥準位の理解が必要不可欠となる。本研究の2022年度は、光容量過渡分光(SSPC)計測とフォトルミネッセンスの温度依存性(VT-PL)計測を併用して、Siドープしたn型β-Ga2O3(010)単結晶を1000℃で連続的に真空中アニール処理し、O空孔を積極的に導入した際の欠陥準位のアニール挙動を電気的に検討した。真空中アニール前のas-received状態ではEc-2.20eV, Ev+4.43eVの2つの欠陥準位が支配的であるが、真空中アニール処理によりEv+4.43eV, Ec-3.88eVの2つの欠陥準位が顕在化すること、更なる真空中アニール処理により Ec-3.88eV準位の消滅とともにEc-2.60eVの欠陥準位が新たに生成することを確認した。理論計算の文献データから、Ec-2.20eV準位はGa空孔欠陥, Ev+4.43eV準位はO空孔欠陥, Ec-3.88eV準位は格子間Ga関連の熱的に不安定な欠陥準位であると推定される。また、SSPC計測の測定電圧依存性の実験結果を考え合わせると、真空中アニール時に導入される酸素欠損量に応じて、O空孔欠陥,格子間Ga欠陥,Ga空孔欠陥の欠陥準位が順に生成し、最終的には複合欠陥準位(Ec-2.60eV)を形成しながら内方拡散していく様子を明確に捉えることに成功した。

Activization (β-Ga2O3) is the next generation semiconductor of SiC,GaN. It is necessary to understand the inherent defect in the electrical activity of SiC, GaN, etc. In 2022, this study focused on the measurement of optical capacity transition spectroscopy (SSPC) and temperature dependence (VT-PL) of silicon crystals. In addition, Si crystals of n-type β-Ga2O3 (010) were treated in vacuum at 1000℃, and oxygen voids were actively introduced. The as-received state before the vacuum loss is determined by determining whether the Ec-2.20eV, Ev+4.43eV and Ec-3.88eV levels are under control, whether the Ec-3.88eV and Ec-2.60eV levels are under control, whether the vacuum loss is under control or not. Theoretical calculations in the literature indicate that the Ec-2.20eV level corresponds to the Ga vacancy gap, the Ev+4.43eV level corresponds to the O vacancy gap, and the Ec-3.88eV level corresponds to the Ga interlattice thermal instability gap. In addition, SSPC measurement and measurement of voltage dependence of the results of the investigation, vacuum loss when introduced into the acid element loss, O hole defect, intercell Ga defect, Ga hole defect level is generated in sequence, the final compound defect level (Ec-2.60eV) is formed, the internal dispersion is clearly identified.

项目成果

Polyethylene Glycol Doping Effects on Photocatalytic Activity of Anatase/Rutile-Mixed Phase TiO2 Nanoparticles

聚乙二醇掺杂对锐钛矿/金红石混合相 TiO2 纳米粒子光催化活性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Takumi Matsumoto;Retsuo Kawakami;Shin-ichiro Yanagiya;Masahito Niibe;Yoshitaka Nakano and Takashi Mukai
• 通讯作者: Yoshitaka Nakano and Takashi Mukai

光熱偏向分光法によるGaNバルク評価

通过光热偏转光谱法评估 GaN 块体

• 发表时间: 2022
• 作者: 角谷正友;中野由崇;小出康夫;本田徹
• 通讯作者: 本田徹

中野研究室（物性デバイス）

中野研究所（物性装置）

Atmospheric-Pressure Low-Temperature O2 Plasma-Assisted Annealing on Visible-Light-Induced Photocatalytic Activity of Pt-doped Rutile TiO2 Nanoparticles

大气压低温 O2 等离子体辅助退火对 Pt 掺杂金红石 TiO2 纳米颗粒可见光诱导光催化活性的影响

• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of International Symposium on Dry Process 2022
• 作者: Yuta Makino;Retsuo Kawakami;Shin-ichiro Yanagiya;Masahito Niibe;Yoshitaka Nakano;and Takashi Mukai
• 通讯作者: and Takashi Mukai