| 研究課題/領域番号 |
16H03857
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
結晶工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
松岡 隆志 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (40393730)
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| 研究分担者 |
花田 貴 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (80211481)
谷川 智之 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (90633537)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2018年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2017年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2016年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
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| キーワード | 窒化物半導体 / 極性 / 有機金属気相成長 / 分極効果 / HEMT / 高電子移動度トランジスタ / GaN / 有機金属気相成長法 / N極性 / ヘテロ構造 |
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| 研究成果の概要 |
研究目的は、青色LEDで知られる窒化物半導体において、高周波動作を可能にするN極性（逆）HEMTを作製することである。課題は、成長中に膜中に取り込まれる炭素と酸素の低減である。原料輸送ガス中の水素割合の増加による炭素取り込み減少と、窒素原料であるアンモニアとGa原料の供給比増大による酸素取り込み低減を示した。さらに、GaN/GaAlN/GaN逆HEMT構造においてはｃ面から0.8°傾けたサファイア基板上に平坦に成長できた。その2次元電子ガス特性はGa極性と同程度であった。HEMTにおいては、結晶方位に依存しない三極管特性を確認できた。この結果は、本技術が素子作製に有効であることを示している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
窒化物半導体素子にはGa極成長が用いられている。窒化物半導体に存在する分極が素子特性を決定する。現状の携帯電話の基地局用高移動度電子トランジスタはGaAlN/GaN/基板の積層構造からなる。結晶極性にGa極性を用いているため、金属電極を広ギャップ半導体GaAlNに形成する必要があり、接触抵抗が大きくなり、現在より一桁周波数の高い次世代の携帯電話には対応できない。Ga極性と逆の窒素極性を用いると、層構造を反転でき、金属電極の接触抵抗を低減でき、高周波動作が可能となる。本研究の学術的意義としては、成長機構解明の発展と、インジウムを含む材料の組成域拡大である。これらの点の学術的意義は計り知れない。
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