窒化物半導体電界効果トランジスタの劣化機構の解明とその制御
| Project/Area Number |
10J00453
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Electronic materials/Electric materials
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
田島 正文 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2010 – 2011
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2010)
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| Budget Amount *help |
¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
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| Keywords | AlGaN/GaN / HEMT / current collapse / stability / off-state bias stress |
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| Research Abstract |
デュアルゲート構造を用いてゲートストレス位置がAlGaN/GaN高電子移動度トランジスタ(HEMT)の電流コラプスの振舞いに与える影響を評価した。オフ状態でのゲート電圧ストレスをメインゲートとドレイン電極の間のアディショナルゲートに印加した時、オン抵抗(R_<ON>)の顕著な増大が確認された。一方、メインゲートへのオフ状態ストレスはR_<ON>の増加と同様にドレイン飽和電流の減少を引き起こした。
AlGaN表面の電界計算によって、ドレインとソース側のゲート端に電界集中が存在し、それがAlGaN表面の両側のゲート端領域に電子蓄積を引き起こす可能性があることが示された。これらの結果は、オフ状態ゲートストレスがゲート端からドレインとソースの両方向へ"仮想ゲート"を広げていることを指し示している。また、Al_2O_3を絶縁膜に用いたMOS-HEMTを作製し、表面保護前後のショットキーゲートHEMTとの間の電流コラプスの違いを評価した。表面保護によってショットキーゲートHEMTのオン抵抗の増大は、他の報告と同様に、著しく低減した。一方、MOS-HEMTにおいては、更なる低減が認められた。この原因としては、MOS構造の導入によるゲートリーク電流の低減がMOS-HEMTのAl_2O_3/AlGaN界面への電子注入を抑制している可能性が考えられる。この他に、デバイスシミュレータを用いた電界計算によって、ゲート電極とAlGaN表面がAl_2O_3を挟んで離れていることで、AlGaN表面における電界集中が効果的に抑制されていることが推測され、この電界の抑制によってゲート端からの電子注入が少なくなっている可能性が判明した。以上の結果から、電流コラプスの抑制のために、ドレイン側だけでなくソース側のアクセス領域の考慮が必要であることと、MOS構造は有望なデバイス構造であることがわかった。
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Report
(1 results)
Research Products
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