2008 Fiscal Year Annual Research Report
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18206041
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
水谷 孝 Nagoya University, 大学院・工学研究科, 教授 (70273290)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岸本 茂 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10186215)
黒内 正仁 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 研究員 (10452187)
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| Keywords | ノーマリオフ / GaN HEMT / InGaN cap / ひずみ分極 / Mgドーピング / MOSFET / HfO_2 / 高耐圧 |
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| Research Abstract |
GaN HEMTは電子のピーク速度が高く、またバンドギャップが広く高耐圧であることから、高周波・高出力素子としての期待が高い。これまでの検討は高周波用のノーマリオン型デバイスであったが、今後の高出力スイッチング応用を考えた場合ノーマリオフ型化は必須の重要な課題である。
昨年度までにノーマリオフ型化を実現する方法として、InGaN cap層を素子表面に導入し、これに伴うひずみ分極によるしきい値電圧の正側へのシフトとそれによるノーマリオフ化を提案し、1.9Vのしきい値電圧シフトによりしきい値電圧0.4Vのノーマリオフ動作を実現した。
さらなるしきい値電圧の正側へのシフトを実現するためInGaN cap層にp型不純物としてMgをドーピングした構造を検討し、その効果を確認した。
また、上記デバイスにおいてゲート順方向バイアスを大きくできないという課題を解決する方法としてhigh-k HfO_2をゲート絶縁膜とするAlGaN/GaN MOSFETを検討した。金属ソース電極の導入、ゲート・ドレイン間距離の最適化により、10V以上の高いゲート順方向バイアス、700mA/mmという高い電流駆動能力、2000V以上の高耐圧を実現した。
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