2015 Fiscal Year Research-status Report
ScAlMgO4基板を用いた窒化物半導体縦型トランジスタ作製プロセスの研究
| Project/Area Number |
15K13963
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
末光 哲也 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (90447186)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松岡 隆志 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (40393730)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 窒化物半導体 / トランジスタ / パワーデバイス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
ScAlMgO4（以下SCAMと表記する）を基板材料として用い、窒化ガリウム（GaN）系材料をその基板上に成長してトランジスタを作製することを目標とする。
研究の初年度である本年度は、まずSCAM基板上にGaN単層を結晶成長することを試みた。劈開にて形成した新鮮な（0001）面にGaNを有機金属気相成長法（MOVPE）によって成長した。成長条件の検討により、従来より広く使用されているサファイア基板上に成長したGaNとほぼ同じ欠陥密度のGaNを成長することに成功した。しかしSCAMはサファイアに比べてGaNとの格子不整合が小さいため、理論的にはもっと低い欠陥密度を実現できるはずであるため、今後は更に欠陥密度を減少させるために結晶成長の条件を最適化すると共に、トランジスタ作製に必要となるAlGaN/GaNヘテロ構造等の成長を実施する。
結晶成長の検討と並行して、GaN系トランジスタの作製技術の検討を行った。既存のAlGaN/GaN高電子移動度トランジスタ（HEMT）構造付きサファイア基板を用いて、HEMTを形成するための各作製プロセスを実施した。GaN系材料のエッチングや、各種電極の形成条件を検討し、試作した素子の電気特性を評価した結果、良好なトランジスタ特性を確認することが出来た。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
SCAM基板上へのGaNの結晶成長に成功したこと、および、既存基板を用いたGaN系トランジスタを作製してその素子動作を確認したことにより、本研究に必要な２つの要素技術を確立することが出来た。
|
| Strategy for Future Research Activity |
まず、SCAM基板上にAlGaN/GaNヘテロ構造を結晶成長して、これを用いて横型の電界効果トランジスタを作製することを目指す。更に、パワーデバイスとして注目度の高い縦型トランジスタを作製するためのプロセス要素技術を検討する。具体的には、SCAMのエッチング、GaNの再成長が必要となる。これらの要素技術を組み合わせることによって、縦型トランジスタの実現を目指す。
|
| Causes of Carryover |
当初購入を予定していたGaN系HEMTエピ基板について、予想以上に納期がかかることが分かったため、今年度については手持ちの基板を再利用することとし、次年度に発注することとした。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
GaN系HEMTのプロセス技術の確立のために必要となるGaN系HEMTエピ基板の購入に充てる。
|
Research Products
(5 results)
