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自立GaN基板・MMC構造を利用したGaN HEMTの信頼性向上へのアプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 15K06013
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関福井大学

研究代表者

ASUBAR JOEL  福井大学, テニュアトラック推進本部, 講師 (10574220)

研究分担者 葛原 正明  福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (20377469)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードGallium nitride / current collapse / power device / semiconductor / AlGaN/GaN HEMT / AlGaN/GaN / HEMT / Current Collapse / Breakdown Voltage / Stability / AlGaN-GaN / 窒化物半導体 / 電流コラプス / MIS / GaN / パワーデバイス / 自己発熱 / 多重台形チャネル / 酸素プラズマ処理
研究成果の概要

本研究課題の目的は、マルチメサチャネル構造をAlGaN/GaN HEMT構造に適用し、上記の安定性および信頼性に関する問題を解決することである。MMC HEMTは電流コラプスおよびその他の不安定性に対して高い耐性を示し、有望なパワーデバイスの実現に向けて、有望なデバイス構造の一つになることが明らかになった。また、電流コラプスの対策法として、MMCと共に適用することができる、高圧水蒸気アニーリング、酸素プラズマ処理、フィールドプレートおよび金属 - 絶縁体 - 半導体構造についても評価をおこない、MMCとの同時併用が有望である可能性が示唆された。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 8件、 査読あり 10件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 11件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Correlation of AlGaN/GaN HEMTs electroluminescence characteristics with current collapse2018

    • 著者名/発表者名
      S. Ohi, T. Yamazaki, J. T. Asubar, H. Tokuda, and M. Kuzuhara
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 11 号: 2 ページ: 024101-024101

    • DOI

      10.7567/apex.11.024101

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of rounded electrode corners on breakdown characteristics of AlGaN/GaN high-electron mobility transistors2018

    • 著者名/発表者名
      Taisei Yamazaki, Joel T. Asubar, Hirokuni Tokuda, and Masaaki Kuzuhara
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 11 号: 5 ページ: 0541021-0541025

    • DOI

      10.7567/apex.11.054102

    • NAID

      210000136205

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytical derivation of interface state density from sub-threshold swing in AlGaN/GaN metal-insulator-semiconductor high-electron-mobility transistors2017

    • 著者名/発表者名
      H. Tokuda, J. T. Asubar, and M. Kuzuhara
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 56 号: 10 ページ: 104101-104101

    • DOI

      10.7567/jjap.56.104101

    • NAID

      210000148328

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] AlGaN/GaN MIS-HEMTs with high on/off current ratio of over 5 × 1010 achieved by ozone pretreatment and using ozone oxidant for Al2O3 gate insulator2016

    • 著者名/発表者名
      H. Tokuda, J. T. Asubar, and M. Kuzuhara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 12 ページ: 120305-120305

    • DOI

      10.7567/jjap.55.120305

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Highly-stable and low-state-density Al2O3/GaN interfaces using epitaxial n-GaN layers grown on free-standing GaN substrates2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kaneki, J. Ohira, S. Toiya, Z. Yatabe, J. T. Asubar and T. Hashizume
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 109 号: 16

    • DOI

      10.1063/1.4965296

    • NAID

      120006360059

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Z. Yatabe, J. T. Asubar, and T. Hashizume2016

    • 著者名/発表者名
      Insulated gate and surface passivation structures for GaN-based power transistors
    • 雑誌名

      Journal of Physics D: Applied Physics

      巻: 49 号: 39 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1088/0022-3727/49/39/393001

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Pushing the GaN HEMT towards its theoretical limit2016

    • 著者名/発表者名
      J. T. Asubar, J. Ng, H. Tokuda, M, Kuzuhara
    • 雑誌名

      Compound Semiconductor Magazine

      巻: 22 ページ: 26-31

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] AlGaN/GaN high-electron-mobility transistor technology for high-voltage and low-on-resistance operation2016

    • 著者名/発表者名
      M. Kuzuhara, J. T. Asubar, and H. Tokuda
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 7 ページ: 0701011-12

    • DOI

      10.7567/jjap.55.070101

    • NAID

      210000146739

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Highly Reduced Current Collapse in AlGaN/GaN HEMTs by Combined Application of Oxygen Plasma Treatment and Field-plate Structures2016

    • 著者名/発表者名
      J. T. Asubar, S. Yoshida, H. Tokuda, and M. Kuzuhara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 4S ページ: 04EG07-04EG07

    • DOI

      10.7567/jjap.55.04eg07

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Impact of oxygen plasma treatment on the dynamic on-resistance of AlGaN/GaN high-electron-mobility2015

    • 著者名/発表者名
      Joel T. Asubar, Yoshiki Sakaida, Satoshi Yoshidai, Zenji Yatabe, Hirokuni Tokuda, Tamotsu Hashizume, Masaaki Kuzuhara
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 8 号: 11 ページ: 1110011-4

    • DOI

      10.7567/apex.8.111001

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Current Collapse Reduction in AlGaN/GaN HEMTs by High-Pressure Water Vapor Annealing2015

    • 著者名/発表者名
      Joel T. Asubar, Yohei Kobayashi, Koji Yoshitsugu, Zenji Yatabe, Hirokuni Tokuda, Masahiro Horita; Yukiharu Uraoka, Tamotsu Hashizume, Masaaki Kuzuhara
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Electron Devices

      巻: 62 号: 8 ページ: 2423-2428

    • DOI

      10.1109/ted.2015.2440442

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Characterization of AlGaN/GaN recessed MIS-HEMTs using sputtered SiN as gate dielectric2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Gamachi, Joel Asubar, Hirokuni Tokuda, and Masaaki Kuzuhara
    • 学会等名
      2018-nendo Shunki Dai-65-kai Ouyou Butsuri Gakku Kankei Rengou Koenkai (Japan Society of Applied Physics 65th Spring Meeting)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Effective Suppression of Current Collapse in AlGaN/GaN HEMTs2017

    • 著者名/発表者名
      Joel T. Asubar, Hirokuni Tokuda, and Masaaki Kuzuhara
    • 学会等名
      35th Samahang Pisika ng Pilipinas Physics Conference (SPP 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Investigation of Dynamic On-Resistance of Multi-Mesa-Channel AlGaN/GaN HEMTs2017

    • 著者名/発表者名
      Joel T. Asubar, Hirokuni Tokuda, Tamotsu Hashizume, and Masaaki Kuzuhara
    • 学会等名
      6th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Substrate Thermal Resistivity on Breakdown Voltage of AlGaN/GaN HEMTs2017

    • 著者名/発表者名
      Taisei Yamazaki, Joel T. Asubar, Hirokuni Tokuda, and Masaaki Kuzuhara
    • 学会等名
      6th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancement-Mode AlGaN/GaN MOS-HEMTs with Recessed-Gate Structures Exhibiting High Threshold Voltage2017

    • 著者名/発表者名
      W. Gamachi, K. Ishii, J. T. Asubar, H. Tokuda, and M. Kuzuhara
    • 学会等名
      6th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Reverse Bias Annealing on the Properties of AlGaN/GaN MIS-HEMTs with Recessed-gate Structure2017

    • 著者名/発表者名
      W. Gamachi, K. Ishii, J. T. Asubar, H. Tokuda, and M. Kuzuhara
    • 学会等名
      2017 International Meeting for Future of Electron Devices Kansai (IMFEDK 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Electronic States at Insulator/AlGaN Interfaces on Threshold Voltage Instability of Al2O3/AlGaN/GaN Structures2016

    • 著者名/発表者名
      Z. Yatabe, J. T. Asubar, Y. Nakamura, and T. Hashizume
    • 学会等名
      2016 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2016)
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 24.Characterization of Insulators/(Al)GaN Interfaces for Improved Insulated Gate and Surface Passivation Structures of GaN-based Transistors2016

    • 著者名/発表者名
      Z. Yatabe, Y. Hori, W.C. Ma, J. T. Asubar, M. Akazawa, T. Sato, and T. Hashizume
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      Toki Messe, Niigata, Japan
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Improved linearity, stability, and thermal performance of multi-mesa-channel AlGaN/GaN HEMTs2016

    • 著者名/発表者名
      J. T. Asubar, H. Tokuda, M, Kuzuhara, Z. Yatabe, K. Nishiguchi, and T. Hashizume
    • 学会等名
      34th Samahang Pisika ng Pilipinas Physics Conference
    • 発表場所
      University of the Philippines Visayas, Iloilo, Philippines
    • 年月日
      2016-08-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High on/off ratio AlGaN/GaN MIS-HEMTs with ALD deposited Al2O3 gate dielectric using ozone as an oxidant2016

    • 著者名/発表者名
      H. Tokuda, J. T. Asubar, M. Kuzuhara
    • 学会等名
      2016 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices
    • 発表場所
      Hakodate, Japan
    • 年月日
      2016-07-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of Drain Electrode Shape Irregularities on Breakdown Voltage of AlGaN/GaN HEMTs2016

    • 著者名/発表者名
      S. Ohi, S. Makino, T. Yamazaki, H. Tokuda, J. T. Asubar, and M. Kuzuhara
    • 学会等名
      2016 Compound Semiconductor Week
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center, Toyama, Japan
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Breakdown Voltages of AlGaN/GaN HEMTs Breakdown degradation of AlGaN/GaN HEMTs with multi-finger gate patterns2016

    • 著者名/発表者名
      S. Makino, S. Ohi, J. T. Asubar, H. Tokuda, and M. Kuzuhara
    • 学会等名
      2016 International Meeting for Future of Electron Devices Kansai (IMFEDK 2016)
    • 発表場所
      Ryukoku University Avanti Kyoto Hall, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-06-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AlGaN/GaN HEMTs on Free-standing GaN Substrates with Breakdown Voltage of 5 kV and Effective Lateral Critical Field of 1 MV/cm2016

    • 著者名/発表者名
      J. H. Ng, J. T. Asubar, H. Tokuda, and M. Kuzuhara
    • 学会等名
      2016 International Conference on Compound Semiconductor Manufacturing Technology (CS Mantech 2016)
    • 発表場所
      Miami, Florida, USA
    • 年月日
      2016-06-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Metal Electrode Shape Irregularities on AlGaN/GaN HEMTs Breakdown Voltage Revealed by Electroluminescence2016

    • 著者名/発表者名
      S. Makino, T. Yamazaki, S. Ohi, H. Tokuda, J. T. Asubar, and M. Kuzuhara
    • 学会等名
      40th Workshop on Compound Semiconductor Devices and Integrated Circuits (WOCSDICE) 2016
    • 発表場所
      Aveiro, Portugal
    • 年月日
      2016-06-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Highly Reduced Current Collapse in AlGaN/GaN HEMTs by Combined Application of Oxygen Plasma Treatment and Field-plate Structures2015

    • 著者名/発表者名
      Joel T. Asubar, Satoshi Yoshida, Hirokuni Tokuda, and Masaaki Kuzuhara
    • 学会等名
      2015 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2015)
    • 発表場所
      Sapporo, Hokkaido, Japan
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Comparative study of oxygen plasma treatment and GaN cap layer effects on the current collapse of AlGaN/GaN HEMTs2015

    • 著者名/発表者名
      Joel T. Asubar, Yoshiki Sakaida, Satoshi Yoshida, Zenji Yatabe, Hirokuni Tokuda, Tamotsu Hashizume, and Masaaki Kuzuhara
    • 学会等名
      11th Topical Workshop on Heterostructure Microelectronics (TWHM 2015)
    • 発表場所
      Takayama, Japan
    • 年月日
      2015-08-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Electrical Characterization of stepped AlGaN/GaN Heterostructures2015

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Kodama, Joel T. Asubar, Hirokuni Tokuda, S, Nakazawa, M. Ishida, T. Ueda, and Masaaki Kuzuhara
    • 学会等名
      The 39th Workshop on Compound Semiconductor Devices and Integrated Circuits
    • 発表場所
      Smolenice castle, Slovakia
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Suppressed Current Collapse in High Pressure Water Vapor Annealed AlGaN/GaN HEMTs2015

    • 著者名/発表者名
      Yohei Kobayashi, Joel T. Asubar, Koji Yoshitsugu, Hirokuni Tokuda, and Masahiro Horita, Yukiharu Uraoka, and Masaaki Kuzuhara
    • 学会等名
      2016 International Conference on Compound Semiconductor Manufacturing Technology (CS MANTECH 2015)
    • 発表場所
      Scottsdale, Arizona, USA
    • 年月日
      2015-05-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Correlation between Electroluminescence and Current Collapse in AlGaN/GaN HEMTs2015

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ohi, Yoshiki Sakaida, Joel T. Asubar, Hirokuni Tokuda, and Masaaki Kuzuhara
    • 学会等名
      2016 International Conference on Compound Semiconductor Manufacturing Technology (CS MANTECH 2015)
    • 発表場所
      Scottsdale, Arizona, USA
    • 年月日
      2015-05-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Joel_Asubar

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://scholar.google.co.jp/citations?user=1NlRAggAAAAJ&hl=en&oi=sra

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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