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超低損失・新規窒化物ヘテロ構造トランジスタの実現に向けたプロセス・設計基盤の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K06298
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
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

三好 実人  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30635199)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード窒化物半導体 / パワートランジスタ / 界面準位 / フォトルミネッセンス / AlGaN / トランジスタ / 界面準位密度 / ノーマリオフ / 電子デバイス・機器 / 電子・電気材料 / 結晶工学 / 半導体物性
研究成果の概要

MOCVD成長したAlGaN膜に対し、ドライエッチング処理や絶縁膜形成など半導体加工プロセスが材料物性に与える影響をPL発光挙動を用いて調べた。また、AlGaNチャネルMISダイオードを試作し、C-V測定を用いた界面準位評価を実施した。AlGaNチャネルMIS構造の界面準位は、GaNチャネルのものと大きな矛盾が見られなかった。AlGaNチャネルMISトランジスタがGaNチャネルHFETを超える高いオフ特性を示すことを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、将来の増え続ける電力需要に応える超低損失パワーデバイスの創成を目指し、応募者らが独自開発した新規窒化物ヘテロ構造による絶縁ゲートトランジスタ実現に向けた基盤研究を計画した。研究では、絶縁ゲート形成プロセスに係るフォトルミネッセンス特性や電気特性を調べることができ、結果として良好なデバイス特性を示す絶縁ゲートトランジスタの試作に成功した。ここで得られた成果は、将来の超低損失パワーデバイス実現に大きく寄与するものと考える。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Design and material growth of AlGaN-channel two-dimensional-electron gas heterostructures employing strain-controlled quaternary AlGaInN barrier layers2018

    • 著者名/発表者名
      Hosomi Daiki、Chen Heng、Egawa Takashi、Miyoshi Makoto
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: 1 ページ: 011004-011004

    • DOI

      10.7567/1347-4065/aaed2f

    • NAID

      210000135245

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved mobility in InAlN/AlGaN two-dimensional electron gas heterostructures with an atomically smooth heterointerface2018

    • 著者名/発表者名
      Hosomi Daiki、Miyachi Yuta、Egawa Takashi、Miyoshi Makoto
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 4S ページ: 04FG12-04FG12

    • DOI

      10.7567/jjap.57.04fg12

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distinct light emission from two-dimensional electron gas at a lattice-matched InAlN/AlGaN heterointerface2018

    • 著者名/発表者名
      Li Lei、Hosomi Daiki、Miyachi Yuta、Miyoshi Makoto、Egawa Takashi
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 112 号: 10 ページ: 102102-102102

    • DOI

      10.1063/1.5023847

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-performance ultraviolet photodetectors based on lattice-matched InAlN/AlGaN heterostructure field-effect transistors gated by transparent ITO films2017

    • 著者名/発表者名
      Li Lei、Hosomi Daiki、Miyachi Yuta、Hamada Takeaki、Miyoshi Makoto、Egawa Takashi
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 111 号: 10 ページ: 102106-102106

    • DOI

      10.1063/1.4986311

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Post-deposition annealing effects on the insulator/semiconductor interfaces of Al2O3/AlGaN/GaN structures on Si substrates2017

    • 著者名/発表者名
      Kubo Toshiharu、Miyoshi Makoto、Egawa Takashi
    • 雑誌名

      Semiconductor Science and Technology

      巻: 32 号: 6 ページ: 065012-065012

    • DOI

      10.1088/1361-6641/aa6c09

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Study on MIS interface states of ALD-Al2O3/AlGaInN/AlGaN heterostructures2019

    • 著者名/発表者名
      S. Saito, D. Hosomi, K. Furuoka, T. Kubo, T. Egawa and M. Miyoshi
    • 学会等名
      11th Int. Symp. Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials (ISPlasma2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ALD-Al2O3膜を堆積したAlGaInN/AlGaNヘテロ構造におけるMIS界面準位の評価2019

    • 著者名/発表者名
      斉藤 早紀、細見 大樹、古岡 啓太、久保 俊晴、江川 孝志、三好実人
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高効率パワーエレクトロニクス機器のためのWBG半導体パワーデバイス技術と超高耐圧AlGaNトランジスタ2018

    • 著者名/発表者名
      三好 実人
    • 学会等名
      日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部 学術討論会『将来のクルマを支える材料技術』
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 歪み制御AlGaInNバリア層を備えた耐圧2.5kV級AlGaNチャネルHFET2018

    • 著者名/発表者名
      細見 大樹、古岡 啓太、Chen Heng、斉藤 早紀、久保 俊晴、江川 孝志、三好実人
    • 学会等名
      電子情報通信学会 CPM/ED/LQE研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Device characteristics of a novel AlGaN-channel HFET employing a quaternary AlGaInN barrier layer2018

    • 著者名/発表者名
      D. Hosomi, K. Furuoka, H. Chen, T. Kubo, T. Egawa and M. Miyoshi
    • 学会等名
      2018 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] 四元混晶AlGaInNバリア層を有するAlGaNチャネルHFETのデバイス特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      細見 大樹、古岡 啓太、Chen Heng、久保 俊晴、江川 孝志、三好 実人
    • 学会等名
      先進パワー半導体分科会 第5回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 四元混晶AlGaInNバリア層を用いたAlGaNチャネルHFETのデバイス特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      細見 大樹、古岡 啓太、Chen Heng、久保 俊晴、江川 孝志、三好 実人
    • 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] A novel AlGaN-channel 2DEG heterostructure employing a quaternary InAlGaN barrier layer and its thermal stability of 2DEG properties2018

    • 著者名/発表者名
      D. Hosomi, H. Chen, T. Egawa and M. Miyoshi
    • 学会等名
      19th Int. Conf. Metalorganic Vapor Phase Epitaxy (ICMOVPW XIX)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MOCVD法によるInAlGaN/AlGaNヘテロ構造の成長とその2DEG特性の熱的安定性評価2018

    • 著者名/発表者名
      細見 大樹、陳 桁、江川 孝志、三好 実人
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘテロ界面平坦性改善によるInAlN/AlGaN HFET構造の移動度向上2017

    • 著者名/発表者名
      細見 大樹, 宮地 祐太, 三好 実人, 江川 孝志
    • 学会等名
      第64回 応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘテロ界面平坦性改善による InAlN/AlGaN HFET 構造の移動度向上2017

    • 著者名/発表者名
      細見 大樹,宮地 祐太,江川 孝志,三好 実人
    • 学会等名
      先進パワー半導体分科会 第4回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Improved mobility in InAlN/AlGaN two-dimensional electron gas heterostructures with an atomically-smooth heterointerface2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Hosomi, Yuta Miyachi, Takashi Egawa, and Makoto Miyoshi
    • 学会等名
      2018 Int. Conf. on Sloid State Devices and Materials (SSDM)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 格子整合系InAlN/AlGaNヘテロ構造を用いた電界効果UVフォトトランジスタ2017

    • 著者名/発表者名
      細見 大樹、岡田 真由子、李 磊、江川 孝志、三好 実人
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] AlGaNチャネル2DEGヘテロ構造の結晶評価~ヘテロ界面平坦性とAlGaN初期成長条件との関係~2017

    • 著者名/発表者名
      細見 大樹、江川 孝志、三好 実人
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] プラズマエッチング処理ならびにAl2O3-ALD成膜プロセスを経たAlGaNエピタキシャル膜のPLライフタイム測定2017

    • 著者名/発表者名
      中島 陸、森 拓磨、細見 大樹、江川孝志、三好 実人
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Nearly lattice-matched InAlN/AlGaN 2DEG heterostructures and filed-effect transistors for high power applications2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Miyoshi, Daiki Hosomi, Mayuko Okada, Riku Nakashima, Joseph J. Freedsman, and Takashi Egawa
    • 学会等名
      2017 Int. Conf. on Nitride Semiconductors (ICNS)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-performance ultraviolet photodetectors based on lattice-matched InAlN/AlGaN heterostructure field-effect transistors gated by transparent ITO films2017

    • 著者名/発表者名
      Lei Li, Daiki Hosomi, Makoto Miyoshi, and Takashi Egawa
    • 学会等名
      2017 Int. Conf. on Nitride Semiconductors (ICNS)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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