1研究成果／脱炭素

R-2

2025

圧子圧入試験により導入されるβ-Ga₂O₃単結晶の構造欠陥の解析

アピールポイント

低荷重域と高荷重域で発生する欠陥が異なることを解明
【技術シーズ：明・暗視野法／大角度収束電子線回折法】

背景・課題

・β-Ga₂O₃のデバイス応用には、機械加工時に導入される構造欠陥の解明が必要

・X線トポグラフィやTEM明視野・暗視野法では転位の厳密な構造解析が困難

・単斜晶β-Ga₂O₃中の未知の欠陥構造を一意に決定できる解析手法を確立する

解決手段

・バーコビッチ圧子圧入試験によりβ-Ga₂O₃(-201)基板に構造欠陥を導入

・明視野・暗視野法を用いた大傾斜観察により構造欠陥の形態を把握

・転位などの変位ベクトルを大角度収束電子線回折（LACBED）法により決定

成果・優位性

①低荷重域から導入される転位の主な変位ベクトルをb=<010>と特定

②比較的高荷重域で導入される塑性変形の主なすべり面をc面と特定

③応力下の単斜晶β-Ga₂O₃中に形成される主要な欠陥の構造を解明

期待される市場・応用

・パワー半導体ウェハ、パワーデバイス

発表文献

Y. Yao et al., J. Appl. Phys., 134, 215106 (2023).

謝　辞：本研究の一部は、防衛装備庁安全保障技術研究推進制度JPJ004596「反転MOSチャネル型酸化ガリウムトランジスタの研究開発」により実施されたものである。

担当者：菅原義弘、姚永昭（現三重大学）、石川由加里