2012 Fiscal Year Annual Research Report
電子準位制御と新ゲート構造による窒化ガリウム系トランジスタの高信頼化
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21246007
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
橋詰 保 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 教授 (80149898)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤澤 正道 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 准教授 (30212400)
佐藤 威友 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 准教授 (50343009)
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| Project Period (FY) |
2009-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | GaN / AlGaN / C-V / MMC / 界面準位 / へテロ接合 / ALD / ICP |
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| Research Abstract |
窒化物半導体を利用した高電子移動度トランジスタの劣化特性と表面・バルク電子準位との相関、電子準位制御構造の開発、新しく提案する多重台形チャネル構造の適用と評価を行った。本年度の主な成果を以下にまとめる。
１）AlGaN/GaNヘテロ接合に形成した絶縁ゲートのポテンシャル制御特性を、バンド不連続量、分極効果、電子捕獲準位の放出時定数を取り入れた厳密数値計算により解析した。容量―電圧（C-V）特性の順バイアスでは半導体領域のポテンシャルはほぼフラット状態にあり、ゼロバイアス近傍では、AlGaN/GaN界面に２次元電子層が形成されるため、Al2O3膜とAlGaN層で決まる一定容量が見られる。Al2O3/AlGaNに界面準位が存在する場合、順バイアス領域のC-V曲線の傾きを減少させ、この解析により準位密度を推定できることが明らかになった。
２）誘導結合プラズマ（ICP）支援によるドライエッチングがAlGaN/GaN接合の表面ポテンシャル制御に与える影響を調べるために、Al2O3/AlGaN/GaN構造の容量-電圧（C-V）特性評価を行った。C-V特性の厳密数値計算と実験値を比較する手法により、Al2O3/AlGaNの界面準位密度分布を推定した。また、光支援C-V法との併用により、禁制帯中央より伝導帯下端にわたって、1E12 cm-2eV-1以上の高密度の電子準位が分布することが明らかになった。
３）多重台形チャネル（MMC）素子と通常のプレーナ素子において、ドレイン-ゲート間の電極距離（LGD）を変化させた構造を作製し、電流-電圧特性を評価した。プレーナ素子と比較して、MMC素子では、Knee電圧・オン抵抗の両方ともLGD依存性が弱いことが分かった。この特性が、多重台形チャネル素子の高チャネルインピーダンス性に起因することを明らかにし、高安定化に寄与する知見を得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(20 results)
