☆酸化ガリウムの特徴やデバイス化における難点とそれを克服するための試みから、

大きな可能性を秘めた新材料「二酸化ゲルマニウム」についても解説します！

酸化ガリウムの実用化と新しいパワーデバイス材料

「二酸化ゲルマニウム」の可能性

【提携セミナー】

主催：株式会社R&D支援センター

◆セミナー趣旨

酸化ガリウムは5つの結晶多形をもつ新しい材料ですが、市販化にあたり多くの難点がありました。主に以下の3点です。

(1)熱伝導率がきわめて小さい (サファイア基板と同等)
(2)市販化のためのコストがかかる
(3)p型が作製出来ない

最初の(1)はパワーデバイス材料として致命的な難点でした。そして(3)については、酸化ガリウムの自己束縛励起子が室温において安定である事がβ-Ga2O3およびα-Ga2O3で報告されており、ドーピングによるp型伝導の実現は困難でした。これらの難点とそれを克服するための試み等を前半にお話します。

後半は、大きな可能性を秘めた新材料である二酸化ゲルマニウム(GeO2)の開発状況のお話をします。GeO2は古くて新しい材料で、Ge金属表面の酸化物層として知られますが、一方でバンドギャップが4.6 eVの超ワイドギャップ半導体です。2019年頃よりパワーデバイスとして優れた性能をもつことが米国を中心に盛んに理論予測され始めました。具体的には、ドーピングによるp型とn型の導電性制御が可能である事、電子、正孔ともに高い移動度を有している事です。2020年にMBEによる極薄膜(4時間成長で40 nm)の作製が報告されましたが、非常に製膜が困難な材料です。当研究室では、2021年に1μm/h以上の成長速度をもつ厚膜の作製を行いました。それらの製膜手法と今後の展開についてお話をします。

◆習得できる知識

コランダム構造酸化ガリウム(α-Ga2O3)の特徴や、デバイス化におけるそれらの難点を学べます。
さらに、酸化ガリウムと同等以上のパワーデバイス材料特性が期待できる次世代のパワーデバイス材料(二酸化ゲルマニウム)についての知識が得られます。

◆受講対象

• 材料系のR＆Dに従事されている若手の方。
• 酸化ガリウム関係の何かしらの技術的専門職に関わっている方。

◆必要な前提知識

• ワイドギャップ半導体に関する基礎知識。
• 基礎的な半導体や結晶成長に関する知識。

◆キーワード

酸化ガリウム,二酸化ゲルマニウム,パワーデバイス,半導体,セミナー

担当講師

立命館大学 総合科学技術研究機構 教授 博士(工学)　金子 健太郎 氏

【ご専門】酸化物の合成と物性開拓

【ご略歴】
2013年　京都大学大学院工学研究科電子工学専攻博士課程修了
博士(工学)　日本学術振興会特別研究員(PD)
2014年　京都大学大学院工学研究科 助教
2018年　同　 講師
2022年　立命館大学 総合科学技術研究機構 教授

【本テーマ関連の学協会での役職】
2022年～現在　応用物理学会　代議員
2021年～現在　エレクトロニクス実装学会関西支部 役員
2021年～現在　日本材料学会　編集委員
2018年～現在　IEEE CPMT Symposium Japan　運営委員　査読委員
2020年～現在　第4回酸化ガリウムおよび関連材料に関する国際ワークショップ
(IWGO-4) 財務
2019年～2021年　応用物理学会 関西支部 幹事
2014 年～2015年 第1回酸化ガリウムおよび関連材料に関する国際ワークショップ
(IWGO2015) 財務

セミナープログラム（予定）

１．酸化ガリウムの欠点と、その克服
1-1 株式会社FLOSFIAによるデバイス市販化(評価用ボード)
1-2 低熱伝導率、高コストの克服
1-3 酸化ガリウム(Ga2O3)のp型が実験的理論的に不可能な理由
1-4 p型酸化イリジウムを用いたpn接合デバイスの作製

２．新しいパワーデバイス材料、二酸化ゲルマニウム(GeO2)の可能性
2-1 二酸化ゲルマニウム(GeO2)の可能性
(バンドギャップ4.6 eV、p型とn型が作製可能(理論予測)、高い移動度、安価に基板作製可能、酸化ガリウムの2倍の熱伝導率)
2-2 なぜ、二酸化ゲルマニウム(GeO2)の薄膜合成はきわめて困難なのか？
2-3 世界初の二酸化ゲルマニウム(GeO2)厚膜の合成と高速成長
2-4 二酸化ゲルマニウム(GeO2)のバンドギャップ変調

公開セミナーの次回開催予定

開催日

2022年11月14日（月） 13:00～16:00

開催場所

【WEB限定セミナー】※会社やご自宅でご受講下さい。

受講料

非会員： 49,500円 （本体価格：45,000円）
会員： 46,200円 （本体価格：42,000円）

会員の方あるいは申込時に会員登録される方は、受講料が1名49,500円（税込）から

• 1名46,200円（税込）に割引になります。
• 2名申込の場合は計49,500円（2人目無料）になります。両名の会員登録が必要です。

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