案内記事>> 出展：NEDIA通信No.12
「第 37 回アナログ技術トレンドセミナ 」の報告
テーマ:「新しいワイドギャップ半導体；酸化ガリウムデバイスの動向」
開催日時:平成 26 年 11 月 26 日（火）14:00-17:00
開催場所:京都テルサ 西館 3 階 第 2 会議室（京都府民総合交流プラザ内）
近年、高耐圧、低損失のパワーデバイスとしてシリコンカーバイド（SiC）、窒化ガリウム（GaN）な どのワイドギャップ半導体による製品が実用化されている。 また次のワイドギャップ半導体材料とし て酸化ガリウム（Ga2O3）が注目を浴びている。特に製造面で結晶がりやすいという利点が挙げられており、量産性、コストに対して期待されている。
そこで、今回は、「新しいワイドギャップ半導体；酸化ガリウムデバイスの動向 」をテーマに、この事業・技術分野の最先端でご活躍の方々を講師としてお招きし、最新の 状況、将来動向などをお話し戴いた。
40 名の参加があり、講演後には活発な質疑応答がなされた。 また、セ ミナー終了後の交流会にも多くの方々が参加され、講師を囲んで活発な 意見交換が行われ、様々な新たな連携が促進された。
以下、講演概要を報告する。
１．講 演 「酸化ガリウムパワーデバイス研究開発の現状と今後の展開」
東脇 正高 氏 （（独）NICT 未来 ICT 研究所 グリーン ICT デバイス先端開発センター長）
パワー半導体の市場において GaN、SiC を材料にした素子が幅広く使われはじめた。
更に省エネルギー 社会実現のキーデバイス として新しい可能性のある酸化ガリウムを素材にしたデバイスが期待されている
。 Ga2O3 は大きなバンドギャップが特徴でオン抵抗-耐圧関係から GaN、SiC を上回る特性が期待 できる。
試作した Mg ドープ半絶縁 βGa2O3 上に MBE で成長した Sn ドープ Ga2O3 MESFET でドレイ ン電流 ON/OFF 比～4 桁が得られている。
最近の成果として MBE による Sn ドープチャンネル MOSFET 及び Si イオン注入チャンネルの MOSFET はドレイン電流 ON/OFF 比 10 桁以上の特性を得 ている。
今後、更に基礎技術開発フェーズと展開されていく。
２．講 演 「酸化ガリウムの結晶成長およびLED 応用」
倉又 朗人氏 （㈱タムラ製作所
コアテクノロジー本部シニアスペシャリスト） 酸化ガリウムの応用としてパワーデバイスの他、発光ダイオードなどの光デバイスにも期待がかかって いる。
結晶成長では 2 インチ基板が既にサンプル出荷がなされており、研究段階では 6 インチバルク結 晶も可能となっている。特徴としては大気圧での成長が可能なため、安価に製造可能なことである。MBE による Ga2O3 on Ga2O3,、MOCVD による GaN on Ga2O3 も研究されてきている。
SiNx をマスクにしたバッファー層による GaN on Ga2O3 の縦型 LED は大電流駆動条件下で市販ハイエンド品を凌駕し 3,000 時間の動作も確認されている。Ga2O3 は LED 用基板として大いに期待される。
３．講 演 「酸化ガリウム系半導体の機能と期待される応用」
藤田 静雄氏 （京都大学 工学研究科 光・電子理工学教育研究センター教授）
酸化物半導体はヒ素、リンなどの元素を含まないため Green Material であり、ワイドバンドギャップ半 導体としてパワーデバイス、センサー、紫外光デバイス等の環境デバイスへの応用が期待できる。
これまで酸化物半導体は「不安定なのでデバイスには使えない」という悪い噂があったが、それはこれまで の中途半端な自然酸化膜などによる経験から言われたもので、ちゃんとした単結晶酸化物半導体を作ると決してそんなことはない。
酸化ガリウムの結晶成長は MBE、ミスト CVD、MOCVD、HVPE など各 所で研究されている。酸化ガリウムパワーデバイスの研究は初期段階ではあるが将来有望なデバイスで ある。280nm 以下の深紫外線領域でのセンサーとしても有望な素子である。ZnO においてえられたミス ト CVD 技術の知見が Ga2O3 素子にも有益な効果をもたらすと思われる。
