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選択成長法を用いたGaN系立体チャネル型トランジスタの研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H03972
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

筒井 一生  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (60188589)

研究分担者 清水 三聡  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, ラボ長 (10357212)
星井 拓也  東京工業大学, 工学院, 助教 (20611049)
角嶋 邦之  東京工業大学, 工学院, 准教授 (50401568)
中島 昭  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (60450657)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2015年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード選択成長 / 立体チャネル / パワーデバイス / 窒化ガリウムGaN / トランジスタ / GaNデバイス / FinFET / GaN / 電子デバイス / 電気・電子材料 / 結晶成長
研究成果の概要

窒化ガリウム(GaN)によるパワーデバイスとして、従来の高移動度トランジスタ(HEMT)より優れた低損失特性が期待できる立体チャネルを持つFinFET (Fin field effect transistor)型トランジスタを、GaNの選択成長法を用いて作製するプロセス技術を検討した。また、合わせて高特性を得るためのデイバイス構造をシミュレーションで検討した。実験では、選択成長法で形成したFin型チャネル領域への貫通転移の低減効果を明らかにし、実際にトランジスタの動作実証まで行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

GaNによるFinFETの研究はこれまで限定的に行われてきていたが、Fin構造を選択成長法で形成する提案は新規である。GaNのデバイス技術では結晶欠陥の制御が常に課題であるが、本提案は高性能デバイス実現に大きく貢献できる。また、パワーデバイス応用の観点で低損失特性をどこまで追求できるかの基礎的知見も明らかにできた。これらを通して、更なるGaNパワーデバイスの高性能化への一つの道筋が明らかになれば、社会の省エネルギー化に大きく貢献するデバイス技術になる。

報告書

(5件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件) 備考 (3件)

  • [学会発表] FinFET応用に向けた選択成長GaNチャネルの電気特性2019

    • 著者名/発表者名
      濱田 拓也、向井 勇人、高橋 言緒、井手 利英、清水 三聡、星井 拓也、角嶋 邦之、若林 整、岩井 洋、筒井 一生
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春期学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Electrical properties of selectively grown GaN channel for FinFETs2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Hamada, Hayato Mukai, Tokio Takahashi, Toshihide Ide, Mitsuaki Shimizu, Hiroki Kuroiwa, Takuya Hoshii, Kuniyuki Kakushima, Hitoshi Wakabayashi, Hiroshi Iwai, and Kazuo Tsutsui
    • 学会等名
      Int. Workshop on Nitride Semiconductors (IWN2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FinFET応用に向けた選択成長GaNチャネルの電気特性2018

    • 著者名/発表者名
      濱田拓也, 向井勇人, 高橋言緒, 井手利英, 清水三聡, 星井拓也, 角嶋邦之, 若林整, 岩井洋, 筒井一生
    • 学会等名
      第82回半導体・集積回路シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 立体チャネルトランジスタ応用に向けた選択成長GaNの異方性エッチング2018

    • 著者名/発表者名
      向井 勇人、濱田 拓也、高橋 言緒、井出 利英、清水 三聡、星井 拓也、角嶋 邦之、若林 整、岩井 洋、筒井 一生
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 立体チャネルトランジスタ応用に向けた選択成長GaNの貫通転位の低減2018

    • 著者名/発表者名
      濱田 拓也、黒岩 宏紀、高橋 言緒、井手 利英、清水 三聡、星井 拓也、角嶋 邦之、若林 整、岩井 洋、筒井 一生
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 立体チャネルトランジスタ応用に向けた選択成長GaNの形状制御2017

    • 著者名/発表者名
      黒岩 宏紀、濱田 拓也、高橋 言緒、井出 利英、清水 三聡、星井 拓也、角嶋 邦之、若林 整、岩井 洋、筒井 一生
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 立体チャネルトランジスタ応用に向けたGaN選択成長の検討2016

    • 著者名/発表者名
      黒岩 宏紀、武井 優典、高橋 言緒、井手 利英、清水 三聡、筒井 一生、角嶋 邦之、若林 整、岩井 洋
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 東京工業大学 筒井研究室ホームページ

    • URL

      http://www.tsutsui.ep.titech.ac.jp

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 東京工業大学 未来産業技術研究所ホームページ

    • URL

      http://www.first.iir.titech.ac.jp/member/core2.html#tsutsui

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 東京工業大学 筒井研究室

    • URL

      http://www.tsutsui.ep.titech.ac.jp

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-11-04  

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