| 研究領域 | 特異構造の結晶科学：完全性と不完全性の協奏で拓く新機能エレクトロニクス |
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| 研究課題/領域番号 |
16H06421
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
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, 特任教授 (80149898)
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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
59,540千円 (直接経費: 45,800千円、間接経費: 13,740千円)
2020年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2019年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
2018年度: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2017年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2016年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
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| キーワード | GaN / AlGaN / 異種接合 / C-V / MOS / 界面準位 / 電気化学エッチング / 界面制御 / CV解析 / 電子準位 / 周期的ナノチャネル / 電子捕獲準位 |
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| 研究成果の概要 |
プラズマエッチングされたGaN表面、イオン注入されたGaN表面、高温熱処理後のGaN表面、分極効果のないGaN表面にショットキー接合およびMOS接合を形成し、詳細な電気的評価によりGaN表面に生成する電子捕獲準位を同定した。また、高誘電率と化学的安定性を同時に期待できるハフニウムシリケート (HfSiOx)を絶縁ゲートとしたAlGaN/GaN高電子移動度トランジスタ（HEMT）を作製し、しきい値電圧変動が極めて小さな電流-電圧特性を観測した。さらに、通電電極不要の光電気化学エッチングプロセスを開発し、GaN-HEMTのゲート部に適用することにより、しきい値電圧の精密制御を実現した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
種々のプロセスに曝されたGaN表面には、特有の電子捕獲準位が生成されることが明らかになり、実際のデバイス作製時に導入される電子準位を予見し、その制御指針を立てる上で本研究成果は重要な意味を持つ。また、MOSゲート構造はトランジスタの中枢部であるため、本研究で得られたMOS界面特性の解明、光電気化学プロセスによる精密ゲート制御、MOS型高電子移動度トランジスタの安定動作は、次世代の超高周波増幅システムおよび高効率電力変換システムに対応するGaNトランジスタの研究進展に貢献すると考えられる。
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