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2015 Fiscal Year Annual Research Report

AlGaN/GaNヘテロ構造の欠陥準位とデバイス・スイッチング特性の相関研究

Research Project

Project/Area Number 25420300
Research InstitutionChubu University

Principal Investigator

中野 由崇  中部大学, 工学部, 教授 (60394722)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
KeywordsAlGaN/GaNヘテロ構造 / GaNバッファ層 / 炭素 / 欠陥準位 / デバイス・スイッチング特性 / MOCVD結晶成長 / 電流コラプス
Outline of Annual Research Achievements

AlGaN/GaNヘテロ界面の2次元電子ガスを用いた高移動度トランジスタは省エネルギー型高周波パワーデバイスとして期待されているが、結晶中に存在する欠陥準位の存在によりデバイス・スイッチング特性が不安定となる材料面での問題が残っている。本研究では、サファイア基板上にMOCVD結晶成長したAlGaN/GaNヘテロ構造を評価対象として、単色分光励起を利用した光容量過渡分光法による欠陥準位評価とそれぞれの欠陥準位の吸収エネルギーに対応した光照射下でデバイス・ターンオン時の電流や容量の回復特性評価を組み合わせることで、結晶成長中の炭素取り込みによりGaNバッファ層内で生成する欠陥準位とデバイス・スイッチング特性の相関を系統的に検討した。その結果、結晶成長温度やIII/V原料比をパラメータとして、GaNバッファ層中に不純物炭素が残存する程、3種類の特有の欠陥準位(伝導帯下2.07, 2.80, 3.23eV)密度が多くなることが分かった。中でも、伝導帯下2.80eVと3.23eVに存在する炭素関連の欠陥準位が2次元電子ガスをキャリアトラップすることでバルク領域でのデバイス・スイッチング特性を直接的に支配していることが分かった。

  • Research Products

    (12 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Deep-level defects and turn-on capacitance recovery characteristics in AlGaN/GaN heterostructures2015

    • Author(s)
      Y. Nakano, Y. Irokawa, M. Sumiya
    • Journal Title

      Philosophical Magazine Letters

      Volume: 95 Pages: 333-339

    • DOI

      10.1080/09500839.2015.1062154

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Electrical Investigation of Deep-Level Defects Introduced in AlGaN/GaN Heterostructures by CF4 Plasma Treatments2015

    • Author(s)
      R. Kawakamia, Y. Nakano, M. Niibe, T. Shirahama, T. Mukai
    • Journal Title

      ECS Solid State Letters

      Volume: 4 Pages: 36-38

    • DOI

      10.1149/2.0011505ssl

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ar+-irradiation-induced damage in hydride vapor-phase epitaxy GaN films2015

    • Author(s)
      Y. Nakano, D. Ogawa, K. Nakamura, R. Kawakami, M. Niibe
    • Journal Title

      Journal of Vacuum Science & Technology A

      Volume: 33 Pages: 031403 1-5

    • DOI

      10.1116/1.4922593

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Comparison between AlGaN Surfaces Etched by Carbon Tetrafluoride and Argon Plasmas: Effect of the Fluorine Impurities Incorporated in the Surface2015

    • Author(s)
      R. Kawakami, M. Niibe, Y. Nakano, T. Shirahama, S. Hirai, T. Mukai
    • Journal Title

      Vacuum

      Volume: 119 Pages: 264-269

    • DOI

      10.1016/j.vacuum.2015.06.002

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] CF4プラズマ処理したn-GaN 膜の電気的評価2016

    • Author(s)
      中野由崇, 坂井佑輔, 新部正人, 川上烈生
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] CF4とArプラズマで処理したAlGaN膜の表面分析2016

    • Author(s)
      平井翔大, 新部正人, 川上烈生, 竹平徳崇, 中野由崇, 向井孝志
    • Organizer
      第29回日本放射光学会年会 放射光科学合同シンポジウム (JSR2016)
    • Place of Presentation
      柏
    • Year and Date
      2016-01-09 – 2016-01-11
  • [Presentation] CF4とArプラズマで処理したAlGaN/GaNの電気特性2015

    • Author(s)
      川上烈生, 新部正人, 中野由崇, 東知里, 向井孝志
    • Organizer
      平成27年度電気関係学会 四国支部連合大会
    • Place of Presentation
      高知
    • Year and Date
      2015-09-26 – 2015-09-26
  • [Presentation] Carbon-Related Deep-Level Defects and Carrier Trapping Characteristics in AlGaN/GaN Hetero-Structures2015

    • Author(s)
      Y. Nakano, Y. Irokawa, M. Sumiya, S. Yagi, H. Kawai
    • Organizer
      11th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-11)
    • Place of Presentation
      Beijing
    • Year and Date
      2015-08-30 – 2015-09-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Relation between Pinch-Off Voltages and Deep-Level Defects in AlGaN/GaN Hetero-Structures Treated by CF4 Plasma2015

    • Author(s)
      Y. Nakano, R. Kawakami, M. Niibe, T. Shirahama, T. Mukae
    • Organizer
      11th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-11)
    • Place of Presentation
      Beijing
    • Year and Date
      2015-08-30 – 2015-09-04
  • [Presentation] Ar+-Irradiation Induced Damage in Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy GaN2015

    • Author(s)
      Y. Nakano, D. Ogawa, K. Nakamura, R. Kawakami, M. Niibe
    • Organizer
      The 5th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2015)
    • Place of Presentation
      Niigata
    • Year and Date
      2015-06-16 – 2015-06-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ar+-Irradiation Induced Damage in Hydride Vapor-Phase Epitaxy GaN2015

    • Author(s)
      Y. Nakano, D. Ogawa, K. Nakamura, R. Kawakami, M. Niibe
    • Organizer
      The 5th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2015)
    • Place of Presentation
      Niigata
    • Year and Date
      2015-06-16 – 2015-06-19
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 中部大学 教員情報 中野由崇

    • URL

      http://www.chubu.ac.jp/about/faculty/profile/18fda985f369f45f4e48e0e57ab46fa441142616.html

URL: 

Published: 2017-01-06  

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