3研究成果／パワーデバイス

R-18

2023

Ｘ線の異常透過を利用したGa₂O₃結晶の欠陥イメージング技術

アピールポイント

結晶内部の欠陥の可視化技術
【技術シーズ：異常透過を利用したX線トポグラフィー】

課題

・β型Ga₂O₃結晶の欠陥分布を三次元的に非破壊で評価可能な技術が必要

・従来の欠陥評価法は、表面近傍の評価に留まり、結晶内部の情報は得られない。

解決手段

・回折条件を精密に制御し、動力学X線回折現象「異常透過」の発生を実現

・透過X線を利用し、β型Ga₂O₃結晶全厚みに含まれる欠陥を可視化

・複数の回折条件で観察した欠陥像を比較することで、欠陥種類を正確に同定

成果・新規性

・15 mm×10 mm×0.7 mm（厚み）のβ型Ga₂O₃単結晶基板に含まれる欠陥の全数可視化に成功

・欠陥周囲の原子配列のズレを表すバーガースベクトルを同定

・X線回折を起こす結晶面とX線透過率の関係を理論計算で解明

・実験方法：放射光X線トポグラフィー（XRT）（高エネルギー加速器研究機構、SPring-8）

期待される市場・応用

・単結晶基板の結晶成長技術の開発

・単結晶基板のプロセス・加工技術の開発

・電子デバイスの不良解析

発表文献

Y. Yao, K. Hirano et al., APL Mater. 10 (2022) 051101.
Y. Yao, Y. Tsusaka et al., Appl. Phys. Lett. 121 (2022) 012105.

謝　辞：本研究は防衛装備庁安全保障技術研究推進制度JPJ004596の支援を受けて実施されたものである。