次世代半導体材料 酸化ガリウムの原子分解能STEM観察

酸化ガリウム　注目の次世代半導体材料

酸化ガリウム(Ga₂O₃)は、SiCやGaNを超える高性能パワーデバイスを実現し得るワイドギャップ半導体材料として注目され、現在高品質な結晶成長の研究が盛んに行われています。 酸化ガリウムは5種類の結晶構造を持つことが報告されており、どの結晶構造か識別することも重要です。 これらの結晶性の評価を行う上で、直接的に結晶構造や結晶欠陥を見ることができるS/TEM分析は、有力な分析手法の一つです。 今回は構造の異なる酸化ガリウムに対し、球面収差補正STEMにより結晶構造を確認しました分析事例をご紹介します。

観察例

HAADF-STEM像

緑色の破線内はGa₂O₃の原子モデルをSTEM像に重ねて示したものです。

試料	α-Ga2O3	β-Ga2O3
観察方法	HAADF-STEM
観察条件	<1-100>方向から観察	<001>方向から観察
構造モデル

球面収差補正STEMにより、α、βそれぞれの酸化ガリウムを原子分解能レベルで観察しました。 結晶性評価で一般的に用いられるX線回折法(XRD)では、膜厚がおよそ100nmオーダー以下の薄膜に対しては測定が困難ですが、S/TEM分析は非常に薄い薄膜に対しても測定が可能です。