Improvement of effective electron mobility in inversion-type n-channel gallium nitride MOSFET by interface control

• Project/Area Number: 24K00934
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 赤澤 正道 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 准教授 (30212400)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 威友 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 准教授 (50343009)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥14,690,000 (Direct Cost: ¥11,300,000、Indirect Cost: ¥3,390,000); Fiscal Year 2026: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2025: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2024: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
• Keywords: MOS構造 / MOSFET / 界面準位 / 欠陥準位 / 光電気化学エッチング

Outline of Research at the Start

窒化ガリウム（GaN）を用いた反転型nチャネルMOSFETのチャネル中電子の実効移動度を向上するために、MOS界面近傍禁制帯内準位の排除を図る。具体的には、p型GaNと絶縁体との界面を、GaNに対する光電気化学エッチングおよび熱処理により制御する方法を最適化する。MOS界面禁制帯内準位の評価方法として、サブバンドギャップ光支援容量－電圧測定を行い、禁制帯中の深いエネルギー位置における界面近傍局在準位の評価を行い最適化の指標とする。最適化したプロセスによりp型GaN MOS界面近傍禁制帯内準位を排除したうえで、反転型nチャネルGaN MOSFETを試作・評価して実効移動度の向上を実証する。