2021 Fiscal Year Research-status Report
Direct observation of electric field distribution in GaN power devices
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20K04578
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
田中 敦之 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特任准教授 (30774286)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | GaN / 窒化ガリウム / パワーデバイス / 多光子PL / OBIC / 衝突電離係数 / キャリア分布計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は交付申請書に記載した「問い」のうち、実デバイスとシミュレーションの耐圧の乖離については、多光子PL-OBICを用いた衝突電離係数の広範囲精密測定により、GaNの衝突電離係数がこれまでは不正確なもので見積れられていたためであることを明らかにし、今回の手法及び広範囲において精密に計測されたGaNの衝突電離係数について論文化を進めている。漏れ電流に関しては多数の転位を含んだデバイスでは転位一つの影響に中々迫れなかったため10^4 cm^-2乗台の転位密度の基板を用いて、転位が一個入るか入らないかのデバイスを用いて転位一つ一つの影響を丹念に調べている。大きく漏れる転位の発生は少なくまだあたれていないが、その他の転位が存在する場合については調べが進んでおり、無転位のデバイスと比べると、アバランシェ降伏時の電流の立ち上がりが多少緩やかになる程度の違いしかないことを突き止めており、その原因を追究中である。また多光子PL-OBICに関しては、伝導度変調が起きていないGaN-pnダイオードの順方向高注入状態において、多光子PLを用いてキャリアを補いその際の反応をドリフト層位置ごとに見ることによって、キャリア濃度分布を疑似的に観察できることを見出し研究を進めている。
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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
年次計画表作製時の筋書き通りには研究は進んでいないが、多光子PL-OBICを利用して様々な結果が出てきている点、転位のデバイスへの影響に関しても新しいことを発見できている点を考慮して順調に進展しているとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究経緯から考えると、転位周辺での伝導形態の解明に多光子PL-OBICが強力なツールになっているかは怪しいところである。しかし、その研究過程で明らかになってきた転位がデバイスに与える影響の研究、デバイス内部の電界やキャリア状態を探る手法としての多光子PL-OBIC活用の研究についてはそれぞれ必ずしも連携させる必要はないものとして進める。
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