| 研究課題/領域番号 |
17H03224
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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・電気材料工学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
佐藤 威友 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 准教授 (50343009)
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| 研究分担者 |
本久 順一 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (60212263)
橋詰 保 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 教授 (80149898)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
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: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
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| キーワード | 窒化ガリウム / 電気化学プロセス / 低損傷エッチング / トランジスタ / 窒化物半導体 / 電子デバイス / 電気化学反応 / ウェットエッチング |
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| 研究成果の概要 |
光電気化学反応を利用したAlGaN/GaN 高電子移動度トランジスタ(HEMT)のゲートリセス加工プロセスを開発した。溶液とAlGaN界面でおこる反応の基礎過程を明らかにし、AlGaN層で光励起される正孔を利用することにより、平坦でかつ深さ制御されたエッチングが可能であることを見出した。さらに最適な反応条件では、エッチングが自己停止することを発見し、チップ面内において均一な深さで加工を止める方法を確立した。これにより作製されたショットキー型およびMIS型HEMTは、従来素子と比べて、しきい値電圧のばらつきが小さく、ゲート制御性が向上することを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本課題で開発した光電気化学（PEC）エッチングにより、従来のドライエッチングで問題となっていた加工損傷を大幅に抑制させることに成功し、ナノメートルスケールでエッチング深さの精密制御が達成された。さらに、エッチング機構を解明し広範の窒化物材料に適用するための基盤技術を確立した。これらの成果は、Siに代わる次世代電力変換用トランジスタとして期待されているGaN系トランジスタの信頼性・安定性向上に繋がると期待される。
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