2016 Fiscal Year Research-status Report
自立GaN基板・MMC構造を利用したGaN HEMTの信頼性向上へのアプローチ
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15K06013
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
ASUBAR JOEL 福井大学, テニュアトラック推進本部, 講師 (10574220)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
葛原 正明 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (20377469)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | AlGaN-GaN / 窒化物半導体 / 電流コラプス / MIS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
窒化物半導体ヘテロ界面を利用したAlGaN/GaN高電子移動トランジスタ(HEMT)の電流減少(コラプス)を系統的に評価し、新しく提案する多重台形チャネル(MMC)構造の適用と評価を通して、安定性・信頼性に優れた窒化物半導体トランジスタ構造技術の構築を目的として研究を展開した。本年度の主な成果を以下にまとめる．
(1) リセス+絶縁ゲート構造を有するAlGaN/GaN HEMTにおいて絶縁膜堆積後に電気的+熱的処理を行なったところ、しきい値電圧が正方向にシフトすることが明らかになった。このプロセスにより絶縁膜界面特性が向上し、絶縁ゲート構造を有するMMCデバイスのノーマリーオフ化に有望であることがわかった。
(2) 絶縁ゲート構造を有するMMCデバイスのメサチャネル作製に必要なドライエッチングプロセス条件の絶縁膜/AlGaN界面特性に与える影響について初期的な評価を行なった。パワーを最適化することにより、比較的良好な絶縁膜/AlGaN界面特性が得られることが明らかになった。
(3) AlGaN/GaN HEMTにおける破壊電界の基板（Sapphire、SiC、GaN）依存性について評価を行なった。今年度の研究結果としてはSiC基板上のAlGaN/GaN HEMTが最も絶縁破壊電界が高く、基板の熱伝導率が絶縁破壊電界に関係していることが明らかになった。
(4) MMCデバイスとプレーナーデバイスの伝達特性を評価・比較することにより、MMCデバイスが高い線形性を有することを実証した。
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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
MMCデバイスの高い線形性を実証した。また、より良好なメサチャネル作製に必要なエッチング条件を明らかにし、電気的+熱的処理による、しきい値電圧の正方向シフトを実現することに成功した。研究成果の公表として、査読付き学術誌6編(うち招待論文2)、国内外の学会8(うち招待講演2件)の研究成果の公表があり、順調に研究が進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は研究期間の最終年度となるため、デバイスの最適化と性能評価を進める。具体的には前年度までに得られたプロセス条件を基盤とし、しきい値電圧と電流コラプスの制御に結び付ける。またパルス測定によるデバイス中のトラップレベルの評価、デバイスシミュレータによるポテンシャル分布の解析を行ない、デバイスの安定性、制御性の向上に取り組む。
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| Causes of Carryover |
AlGaN/GaN基板代として計上していた予算について、効率的に研究が進んだため購入しなかった．研究の進展にあわせて効果的に使用することが望ましいと判断し、次年度使用額が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究の進展あわせて必要となったデバイスシミュレーターとハロゲン光源装置の購入に充てる計画である。
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[Presentation] Improved linearity, stability, and thermal performance of multi-mesa-channel AlGaN/GaN HEMTs2016
Author(s)
J. T. Asubar, H. Tokuda, M, Kuzuhara, Z. Yatabe, K. Nishiguchi, and T. Hashizume
Organizer
34th Samahang Pisika ng Pilipinas Physics Conference
Place of Presentation
University of the Philippines Visayas, Iloilo, Philippines
Year and Date
2016-08-18 – 2016-08-21
Invited
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