2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Ultra-high Performance InGaSb Channel THz Transistors
| Project/Area Number |
20H02211
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Science |
|---|
Principal Investigator |
藤代 博記 東京理科大学, 先進工学部電子システム工学科, 教授 (60339132)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 聡 東京理科大学, 先進工学部電子システム工学科, 客員教授 (60417110)
渡邊 一世 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所小金井フロンティア研究センター, 室長 (20450687)
町田 龍人 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所小金井フロンティア研究センター, 研究員 (50806560)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | テラヘルツ領域 / 極限性能トランジスタ / ナローギャップ半導体 / InGaSb / HEMT / 歪みバンドエンジニアリング / 遅延時間解析 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
テラヘルツ領域で動作する極限性能トランジスタの開発は様々なテラヘルツ応用技術への道を拓く喫緊の課題である。本研究は、現実的なラフネス散乱と寄生インピーダンスの下で最も遮断周波数fTが高く、雑音指数が低くなるチャネル構造は何かという「問い」に対し、InGaSbチャネルの導入と歪みバンドエンジニアリングにより、電子有効質量の観点からチャネル構造を最適化設計し、デバイスを試作して特性を実証する。従来の性能を凌駕するテラヘルツ領域極限性能トランジスタの開発を目的とするが、Sb系半導体に限らず全てのナローギャップ半導体においてエネルギーバンド構造が高速性、低雑音性、低電圧性等に及ぼす影響を包括的に解明することがその根本にある更なる「問い」であり、これによりワイドギャップ半導体とは異なるナローギャップ半導体の新たな学術分野を開拓する。
これまでに、量子補正モンテカルロ（QC-MC）シミュレータとSPICEシミュレータを統合した寄生インピーダンスを厳密に考慮できるデバイス・回路統合シミュレータを開発した。また基板との不整合に起因する貫通転位や積層欠陥を低減し2次元電子移動度μeを向上させるためのバッファ層の構造及び成長条件の検討を行った。さらに2次元電子濃度Neを増加させるためのダブルドープ構造、μeを増加させるためのInSb/InGaSbコンポジットチャネルを検討すると共に、寄生インピーダンスを低減するための低選択比エッチャントの開発を行なった。バリア層を薄層化しかつダブルドープ構造とした歪みステップバッファ構造InGaSb HEMTの試作を行い、Sb系トランジスタとして世界最高レベルの高周波特性（fT=342 GHz、最大発振周波数fmax=451 GHz）を達成した。
|
| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
-
-
-
[Journal Article] GaInSb HEMT のバリア層薄膜化による真性遅延時間低減2024
Author(s)
吉田陸人, 河野亮介, 海老原怜央, 神内智揮, 渡邊一世, 山下良美, 町田龍人, 原紳介, 笠松章史, 遠藤聡, 藤代博記
-
Journal Title
第71回応用物理学会春季学術講演会講演予稿集
Volume: -
Pages: 24p-52A-2
-
[Journal Article] 300 GHz 超fT, fmax ダブルドープ構造GaInSb HEMT2024
Author(s)
吉田陸人, 河野亮介, 海老原怜央, 神内智揮, 渡邊一世, 山下良美, 町田龍人, 原紳介, 笠松章史, 遠藤聡, 藤代博記
-
Journal Title
第71回応用物理学会春季学術講演会講演予稿集
Volume: -
Pages: 24p-52A-3
-
-
[Journal Article] Reduction of Defects in GaInSb HEMT Structure by Using AlSb/GaSb Buffer2023
Author(s)
R. Ebihara, G. Ogane, M. Hiraoka, T. Hayashi, M. Kunisawa, R. Machida, I. Watanabe, Y. Yamashita, S. Hara, A. Kasamatsu, A. Endoh and H. I. Fujishiro
-
Journal Title
Proc. Compound Semiconductor Week 2023 (CSW2023)
Volume: -
Pages: TuC1-4
Peer Reviewed
-
[Journal Article] Performance Comparison of Al0.40In0.60Sb/Ga0.22In0.78Sb HEMT with Undoped- and Doped-cap Layers to Improve RF Characteristics2023
Author(s)
R. Machida, N. Kishimoto, Y. Isomae, T. Hayashi, M. Kunisawa, A. Endoh, H. I. Fujishiro, Y. Yamashita, S. Hara, A. Kasamatsu, I. Watanabe
-
Journal Title
Proc. Compound Semiconductor Week 2023 (CSW2023)
Volume: -
Pages: P2-015
Peer Reviewed
-
-
-
[Presentation] 300 GHz 超fT, fmax ダブルドープ構造GaInSb HEMT2024
Author(s)
吉田陸人, 河野亮介, 海老原怜央, 神内智揮, 渡邊一世, 山下良美, 町田龍人, 原紳介, 笠松章史, 遠藤聡, 藤代博記
Organizer
第71回応用物理学会春季学術講演会
-
[Presentation] GaInSb HEMT のバリア層薄膜化による真性遅延時間低減2024
Author(s)
吉田陸人, 河野亮介, 海老原怜央, 神内智揮, 渡邊一世, 山下良美, 町田龍人, 原紳介, 笠松章史, 遠藤聡, 藤代博記
Organizer
第71回応用物理学会春季学術講演会
-
-
[Presentation] Performance Comparison of Al0.40In0.60Sb/Ga0.22In0.78Sb HEMT with Undoped- and Doped-cap Layers to Improve RF Characteristics2023
Author(s)
R. Machida, N. Kishimoto, Y. Isomae, T. Hayashi, M. Kunisawa, A. Endoh, H. I. Fujishiro, Y. Yamashita, S. Hara, A. Kasamatsu, I. Watanabe
Organizer
Compound Semiconductor Week 2023 (CSW2023)
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Reduction of Defects in GaInSb HEMT Structure by Using AlSb/GaSb Buffer2023
Author(s)
R. Ebihara, G. Ogane, M. Hiraoka, T. Hayashi, M. Kunisawa, R. Machida, I. Watanabe, Y. Yamashita, S. Hara, A. Kasamatsu, A. Endoh and H. I. Fujishiro
Organizer
Compound Semiconductor Week 2023 (CSW2023)
Int'l Joint Research
