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光容量法を用いたⅢ-V族系半導体結晶における深い欠陥準位の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K18077
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

出来 真斗  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 助教 (80757386)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード窒化ガリウム / 深い準位 / DLTS / DLOS / SSPC / MOSFET / 界面準位 / GaN SBD / GaN-MIS / Power Device / Deep Levels / GaN / SBD / 電子工学 / 絶縁膜 / 電子・電気材料 / 電子デバイス・機器 / 表面・界面物性
研究成果の概要

光容量法およびDLTS法を用いて窒化物半導体における深い準位の測定および絶縁膜/GaN界面における界面準位測定を行った。光容量測定装置およびDLTS測定装置を構築し、GaN-SBDにおける深い準位測定を行った結果、光容量測定に置いて、DLTS法では確認できなかった1~2eVの深い準位の測定に成功した。また、絶縁膜/GaN界面における深い準位に関しては、CV法を用いてALD-GaNMOSキャパシタの界面準位を測定した。界面準位を評価した結果、オゾン曝露試料において、ヒステリシスが改善され、VFBも理想値に近づき、DMOSFETにおけるチャネル移動度向上を達成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでの光容量法に関する報告では、欠陥密度の光子エネルギー依存性を測定する際に、1つの光子エネルギーあたり5分程度の測定時間を要していたが、本測定では0.5sec程度の時間スケールで静電容量の過渡応答を測定するため、測定時間を短縮可能であり、研究の加速化が図れる。今回申請者が提案した装置を用いることで、DLOS、DLTS、およびMCTSから得られた欠陥準位とデバイス特性との対応が取れると予想される。一方で、これらの測定手法を統合的に用いて GaNデバイス中の結晶欠陥分布と起源を明らかにする報告は無く、世界に先駆けてGaNパワーデバイス実現に向けた意義ある研究と言える。

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

    (8件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] Improvement of Electrical Stability of ALD-Al203/GaN Interface by UV/03 Oxidation and Postdeposition Annealing2018

    • 著者名/発表者名
      Manato Deki、Kazushi Sone、Kenta Watanabe, Fumiya Watanabe, Kentaro Nagamatsu, Atsushi Tanaka, Maki Kushimoto, Shugo Nitta, Yoshio Honda, and Hiroshi Amano
    • 学会等名
      International Symposium on Growth of III-Nitrides
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] オフ角を有するm面GaN基板上GaN-MOSキャパシタの界面準位評価2018

    • 著者名/発表者名
      出来真斗,安藤悠人,渡邉浩崇,田中敦之,久志本真希,新田州吾,本田善央,天野浩
    • 学会等名
      第10回ナノ構造・エピタキシャル成長講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Crystal plane dependence of interface states density in c- and m-plane GaN MOS capacitors2018

    • 著者名/発表者名
      Manato Deki, Yuto Ando, Hirotaka Watanabe, Atsushi Tanaka, Maki Kushimoto, Shugo Nitta, Yoshio Honda1, and Hiroshi Amano
    • 学会等名
      第79回応用物理学会 秋季学術講演回
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] GaN表面への酸化プロセスがALD-Al2O3/GaN界面の電気特性に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      出来真斗,曾根和詩,永松謙太郎,田中敦之,久志本真希,新田州吾,本田善央,天野浩
    • 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] Crystal Plane Dependence of Interface States Density in c- and m-plane GaN MOS Capacitors2017

    • 著者名/発表者名
      Manato Deki, Kazushi Sone, Junya Matsushita, Kentarou Nagamatsu, Atsushi Tanaka, Maki Kushimoto, Shugo Nitta, Yoshio Honda, Hiroshi Amano
    • 学会等名
      12th International Conference on Nitride Semiconductors
    • 発表場所
      France
    • 年月日
      2017-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystal Plane Dependence of Interface States Density in c- and m-plane GaN MOS Capacitors2017

    • 著者名/発表者名
      M. Deki, K.Sone, J. Matsushita, K.Nagamatsu, A. Tanaka, M. Kushimoto, S. Nitta, Y. Honda, and H. Amano
    • 学会等名
      12th International Conference on Nitride Semiconductors
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deep Levels in Homoepitaxial m-plane GaN Schottky Barrier Diodes2017

    • 著者名/発表者名
      M. Deki, Y. Ando, K.Nagamatsu, A. Tanaka, M. Kushimoto, S. Nitta, Y. Honda, and H. Amano
    • 学会等名
      10th International Workshop on Bulk Nitride Semiconductors
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Crystal Plane Dependence of Interface States Density in c- and m-plane GaN MOS Capacitors2017

    • 著者名/発表者名
      M. Deki, K.Nagamatsu, A. Tanaka, M. Kushimoto, S. Nitta, Y. Honda, and H. Amano
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2017
    • 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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