2017 Fiscal Year Research-status Report
GaN系HEMTにおける電流コラプス現象の抑制と耐圧向上に関する研究
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16K06314
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
堀尾 和重 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (10165590)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 窒化ガリウム / HEMT / 耐圧 / バッファ層 / 深いアクセプタ / 高誘電率膜 / ２次元解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Feドープ半絶縁バッファ層を対象とし，GaN禁制帯中央より上に深いアクセプタを有するAlGaN/GaN HEMTの耐圧特性を計算した。特に，耐圧の深いアクセプタ濃度依存性，及びパシベーション膜の比誘電率依存性を調べた。その結果，パシベーション膜の比誘電率が高い程高い耐圧が得られたが，これはゲートのドレイン端の電界が軽減されるためと解釈された。また，バッファ層内の深いアクセプタが高い程高い耐圧が得られたが，これはバッファ層を介するリーク電流が軽減されるためと解釈された。比誘電率を60，ゲート・ドレイン間距離を1.5 umとした時，アクセプタ濃度が高い場合耐圧は約500Ｖとなり，ゲート・ドレイン間の平均電界が3.3 MV/cmとほぼ理論限界に近いものが得られた。
また，フィールドプレートと高誘電率パシベーション膜を有するAlGaN/GaN HEMTの耐圧特性を計算した。その結果，高誘電率膜を有することによる耐圧の向上は，フィールドプレート長が短い場合に顕著となることがわかった。これは，フィールドプレートによる寄生容量を増やさないという点で好都合である。フィールドプレート長がある程度長い場合にも耐圧の向上が得られたが，これは高誘電率膜を有する場合フィールドプレート端とドレイン間の電界がより一様に近いものになるためであることが示された。
さらに，SiN膜と高誘電率膜の２重パシベーション膜を有するAlGaN/GaN HEMTの耐圧特性を計算した。それぞれの層の膜厚と耐圧特性の間の関係を明らかにし，その設計指針を与えた。
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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
AlGaN/GaN HEMTの耐圧特性を向上させるための幾つかの手段となる資料を与えることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Feドープバッファ層と高誘電率パシベーション膜を有するAlGaN/GaN HEMTの耐圧特性についてさらに検討し，それらのゲート長やゲート・ドレイン間距離依存性などを明らかにする。また，２重パシベーション膜を有するAlGaN/GaN HEMTの耐圧特性についてさらに検討する。
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| Causes of Carryover |
計算機の購入を計画していたが，既存のもので間に合ってしまったため。
今年度は主に旅費の使用にあてたいと思う。
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