2017 Fiscal Year Annual Research Report
Piezoelectric effects in GaN-based HEMTs and related devices and a new method
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26289095
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| Research Institution | Toyota Technological Institute |
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Principal Investigator |
榊 裕之 豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 学長 (90013226)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | HEMT / GaN / ピエゾ抵抗 / 表面準位・界面準位 / 分極電荷 / ⅢⅤ族半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）GaN系ＨＥＭＴのピエゾ抵抗効果：サァイアＣ面上のAlGaN/GaN系の高電子移動度トランジスタ（HEMT）ウェーファを梁状構造とした上で歪ませると、（a）界面に生じる分極電荷が増減し、チャネル内の電子数を増減させるため、抵抗が変化すること、（ｂ）この抵抗変化には、電子数に加え、移動度変化も影響することを明らかにした。また、（ｃ）試料表面を、大気に曝すか、絶縁膜で覆うか、金属膜で覆うかにより、歪に伴う分極電荷への遮蔽状況が異なるため、相互比較から、表面準位を評価できることも明らかにした。
（２）GaAs系HEMTのピエゾ抵抗効果：閃亜鉛鉱構造を持つAlGaAs/GaAs構造を持つHEMTは、自発分極が存在しないが、(111)面上に形成された結晶では、上下の反転対称性がないため、ピエゾ効果が生じるはずである。本研究では、（a）（111）面上の試料でピエゾ抵抗効果が生じることを示すとともに、 (b)（100）面上の試料でも、梁構造の2次元的歪みの作用により、ピエゾ抵抗効果が生じることを示した。また、（ｃ）室温ではGaAs中の電子に加え、AlGaAs中の電子の増減が、ピエゾ抵抗に影響することを明らかにした。
（３）2重チャネルを持つＨＥＭＴに関する成果：GaAs/AlGaAs系のNチャネルHEMTとPチャネルHEMTを背中合わせに一体化した4端子素子を試作し、特性と特長を明らかにした。一方のチャネルを、他方のHEMTのゲートとして用いた時のＦＥＴ特性を調べるとともに、光照射時の光電流や蛍光特性も計り、各チャネル内の電子と正孔の蓄積および両チャネル間の電子と正孔の流れを明らかにした。本素子では、ピエゾ抵抗素子特性の計測には至らなかったが、バイアス電圧次第で、優れた特性実現の潜在的可能性が示された。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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