2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of diamond electron device using III-nitride nanolaminate singularity structure
| Project Area | Materials Science and Advanced Elecronics created by singularity |
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| Project/Area Number |
16H06419
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
小出 康夫 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 技術開発・共用部門, 部門長 (70195650)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
劉 江偉 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 独立研究者 (30732119)
廖 梅勇 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (70528950)
井村 将隆 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主任研究員 (80465971)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | ダイヤモンド / III族窒化物 / ヘテロ接合 / ナノラミネート構造 / 電界効果トランジスタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和2年2月、令和2年3月、日本の代理店を通して海外の製造メーカーにダイアモンド基板の製造を依頼していたが、製造機械の故障によりダイヤモンド基板の納入が遅れることが判明した。補助事業期間には納入できる見込みであったが、新型コロナウイルスの影響によりさらに納入が遅延すると発注先から連絡があった。研究遂行上、高品質ダイヤモンド基板が不可欠なため、ダイヤモンドFET作製を延期して実施する必要が生じた。その後酸化物ナノラミネート構造作製、AlN/GaNナノラミネート構造作製、ナノラミネート膜性能測定、ダイヤモンドキャパシタ作製、ダイヤモンドFET作製を行い、以下の成果を得た。
2019年度までに当新学術領域科研費内海外共同研究促進プログラムによるテキサス大ダラス校Auciello教授との共同研究通して、開発したALD法によるTiOx[xnm]／AlOx[y nm]（x, y = 1～2 nm）ナノラミネート膜をゲート構造に応用したダイヤモンドMOSFETを試作し、ドレイン電流50mA/mm程度のトランジスタ特性を得ることに成功し、ゲート比誘電率70を達成するともにナノラミネート構造の有効性を初めて実証した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ナノラミネートゲート構造に応用したダイヤモンドMOSFETを試作し、高性能なドレイン電流50mA/mm程度のトランジスタ特性を得ることに成功し、ゲート比誘電率70を達成するともにナノラミネート構造の有効性を初めて実証したこと。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度までに立ち上げた原子層堆積(ALD)型MOVPE法により、TMA、TMG、およびNH3それぞれを簡潔的にパルス供給することによるAlNおよびGaNの原子層堆積法を確立するとともに、最終目標であるIII族窒化物ナノラミネートゲート構造の有効性を実証する。
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