利用報告書 / User's Report | ARIM Japan公式ホームページ_マテリアル先端リサーチインフラ

【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.19】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22KT1242

利用課題名 / Title

ScAlMgO₄基板のダイシング

利用した実施機関 / Support Institute

京都大学

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed

キーワード / Keywords

ScAlMgO4（SAM）基板,ダイシングソー,3D積層技術/ 3D lamination technology,パワーエレクトロニクス/ Power electronics

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

荒木努

所属名 / Affiliation

立命館大学　理工学部電気電子工学科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

大村英治

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）,機器利用/Equipment Utilization

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

KT-219：ダイシングソー
 KT-220：真空マウンター
 KT-221：紫外線照射装置
 KT-222：エキスパンド装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

Ga₂O₃はパワーデバイスへの応用が期待されており、近年では、ミストCVD法でサファイア基板上に成長したα-Ga₂O₃を用いたショットキーバリアダイオードが実現されている。本研究では、強いc面劈開性をもち、基板剥離が容易なScAlMgO₄（SAM）基板上にGa₂O₃薄膜をミストCVD法により成長した。

実験 / Experimental

10 mm角のc面SAM基板を用いた。Ga₂O₃成長は温度900、1000、1100 °Cと変化させ、時間は20分で固定した。Ga原料溶液は、原料前駆体のGa(acac)₃とHClを超純水に加え、Gaイオン濃度が0.05 mol/Lとなるように調製した。得られた薄膜をSEM、XRD、TEMにより評価した。

結果と考察 / Results and Discussion

Fig. 1に成長試料のXRD 2θ-ω測定結果を示す。900 °Cではβ-Ga₂O₃とε-Ga₂O₃が混在しているのに対し、1000 °C以上ではβ-Ga₂O₃(4(_)02)回折ピークが観察された。Fig. 2に1000 °Cで成長した試料の断面TEM像と制限視野回折像を示す。、SAM基板上にβ-Ga₂O₃がエピタキシャル成長しており、その方位関係は、β-Ga₂O₃(4(_)02)//SAM(0001)、β-Ga₂O₃[01(_)0]//SAM[112(_)0]、β-Ga₂O₃[001]//SAM[11(_)00]であった。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 XRD profiles of Ga₂O₃ films grown on ScAlMgO₄ substrates with different growth temperatures

Fig.2 Cross-sectional TEM image and diffraction patterns of Ga₂O₃ films grown on ScAlMgO4 substrate at 1000C

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

Syuhei Yamashita, Growth of Ga₂O₃ film on ScAlMgO₄ substrate by mist-chemical vapor deposition, Japanese Journal of Applied Physics, 62, SF1012(2023).
DOI: 10.35848/1347-4065/acbf5a

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

(1) S. Yamashita, H. Takane, J. Wada, Y. Yamafuji, J. Kikawa, M. Matsukura, T. Kojima, T. Shinohe, K. Kaneko, T. Araki, Growth of Ga2O3 Film on ScAlMgO4 Substrate by Mist-CVD, The International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials (IWGO), Pos 1-25, Nagano, Japan (2022.10)
(2) 山下修平, 和田邑一, 高根倫史, 山藤祐人, 城川潤二郎, 松倉誠, 小島孝広, 四戸孝, 出浦桃子, 金子健太郎, 荒木努、ScAlMgO4基板上Ga2O3薄膜のアニールによる結晶構造変化の解析、2022年秋季第83回応用物理学会学術講演会　23a-P06-4、東北大学（2022．9）

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件