| 研究課題/領域番号 |
16H04347
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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 |
電子デバイス・電子機器
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
葛原 正明 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (20377469)
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| 研究分担者 |
只友 一行 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (10379927)
ASUBAR JOEL 福井大学, テニュアトラック推進本部, 講師 (10574220)
山本 あき勇 福井大学, 学術研究院工学系部門, 特命教授 (90210517)
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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 |
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2018年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2016年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
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| キーワード | 窒化物半導体 / HEMT / 絶縁破壊 / 耐圧 / リーク電流 / 半絶縁性基板 / バッファ層 / 抵抗率 / GaN / 半絶縁性 / 破壊電界 / 漏れ電流 / パワーデバイス / 基板 / 高電子移動度トランジスタ / 電子デバイス・機器 / トランジスタ |
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| 研究成果の概要 |
横型HEMTの破壊耐圧をそのドリフト領域の長さで除して求めた実効破壊電界の報告値が、せいぜい1MV/cm程度と小さく、理論予測値である3.3MV/cmに比べて著しく劣るという問題があった。本研究では、Fe添加濃度の異なる半絶縁性GaN基板上に横型HEMTを試作し、横型HEMTの実効破壊電界を制限している要因について検討した。その結果、HEMTの素子分離部に工夫を加え、さらにGaNバッファ層とGaN基板の絶縁特性に改良を加えることにより、高電界印加時のリーク電流を抑えることができ、横型HEMTにおいて2MV/cmを超える実効破壊電界を得るための道筋を示すことができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
大きなバンドギャップをもつ半導体が将来のパワーデバイス材料として期待されており、シリコンカーバイド（SiC）、窒化ガリウム（GaN）などの材料が研究されている。パワーデバイス応用では、半導体の単位長さ当たりに印加可能な最大電圧である絶縁破壊電界が重要なパラメータであるが、GaNに関する限り、その報告例は少ない。特に横型HEMTに関して実験的に求められた実効破壊電界は、その理論予測値（3.3 MV/cm）に比べて1/3以下と小さいことが問題であった。本研究はこの原因の物理理解に学術的に取り組んだものであり、その成果は今後の社会実装におけるデバイス設計指針として役立つものである。
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