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次世代電力制御素子で期待されるGaNの結晶欠陥を簡単に検出する方法を開発 〜 簡易・安価な欠陥評価で、GaN結晶とGaNパワー素子の高品質化を加速 〜

本研究の【概要詳細

1.現状と課題
 電力を制御・変換する素子(パワーデバイス)は主にシリコン(Si)を材料にしていますが、Siの物性で決まった限界が迫ってきて、これ以上性能の向上は非常に困難です。最近、Siに代わる材料として注目を集めているのが窒化ガリウム(GaN)です。GaNを材料にすることで、パワーデバイスの小型化や大容量、省エネ化、高速スイッチング、高温動作などが期待されます。ただ、こうした特性を実現するためには、低欠陥密度のGaN結晶が必要です。しかし、GaNには簡単な欠陥評価法はありませんでした。


2.研究開発の内容
 本研究では、GaNに残っている欠陥の種類・密度・分布を簡単に、短時間且つ低コストで評価できる技術(エッチピット法)を開発しました。腐食液で欠陥のある場所にエッチピット(孔)を形成することで、広い面積を簡単に評価することができます。


3.今後の展開
 この技術は、パワーデバイスの性能を大きく低下させる欠陥種類の特定に役立てることができ、その情報はGaN結晶を成長する際に欠陥低減の指針になります。また、結晶の成長―評価サイクルを大幅に短縮することで、高品質GaN結晶の開発が加速されます。
※この成果は、国立研究開発法人・科学技術振興機構スーパークラスタープログラム「GaN結晶評価技術の開発」の委託業務の結果得られたものです。


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