【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.03】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23TU0151
利用課題名 / Title
Ga2O3上NiO層の微細加工
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
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）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
ワイドギャップ半導体/ Wide gap semiconductor,パワーエレクトロニクス/ Power electronics,イオンミリング/ Ion milling,リソグラフィ/ Lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
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)
中込 真二
所属名 / Affiliation
石巻専修大学理工学部情報電子工学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
なし
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
菊田利行,庄子征希
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TU-215：イオンミリング装置
TU-058：マスクレスアライナ
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
次世代パワー半導体材料として注目されている酸化ガリウム(β-Ga2O3)基板上に形成したp形酸化物半導体酸化ニッケル(NiO)によるヘテロpn接合ダイオードの特性改善を目的として、電界強度低減のためにNiO膜をエッチング加工した終端構造を導入する試作を行った。
実験 / Experimental
β-Ga2O3基板上に形成したNiO薄膜を事前に準備して持ち込み、ARIMの装置を利用してフォトリソグラフィー工程としてマスクレスアライナ―による露光でパターンを形成した。レジストのパターンをマスクとして、Arイオンミリング装置によりNiO層をエッチングし、数μmの幅の溝の形成を試みた。エッチング状況の観測は石巻専修大学にてSEM像観察により行った。また、ダイオード特性（逆方向耐圧）の評価を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
マスクデータの作成の後、β-Ga2O3基板上にNiO薄膜を形成したサンプルを用いて、レジストをマスクとしてArイオンによるイオンミリングを行った。1cm角と小さい基板のためか、基板内のレジストパターンに分布があり、基板全体が同じようにエッチングできていない。そのことから、同じ基板内で終端構造をもつダイオードと持たないダイオードができ、特性比較をすることができた。NiO層にリング状の終端構造をもつダイオードと持たないダイオードとでは、前者の逆方向リーク電流が増加する結果となった。このことは、ミリングにより形成された接合界面付近の結晶性の乱れによると予想している。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 β-Ga2O3基板上に形成したNiO層をエッチング加工した (a) 断面SEM像、(b)表面SEM像.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
なし
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)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件