| 研究課題/領域番号 |
17K14110
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
結晶工学
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
奥村 宏典 筑波大学, 数理物質系, 助教 (80756750)
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| 研究協力者 |
上殿 明良 筑波大学, 数理物質系, 教授
大島 孝仁 佐賀大学, 理工学部, 准教授
Palacios Tomas MIT大学, Electrical engineering and Computer Science, 教授
Suihkonen Sami Aalto大学, Electronics and Nanoengineering, Scientist
Kakanakova Anelia Linkoping大学, Physics Chemistry and Biology, 准教授
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | パワーデバイス / 窒化物半導体 / 結晶成長 / 窒素極性面 / 電界効果トランジスタ / 有機金属気相成長 / 接触抵抗 / 酸化物半導体 / 分極効果トランジスタ / エッチング / 高温デバイス / イオン注入 / 不純物拡散 / 有機金属気相成長法 / 高温成長 / 結晶品質 / 電子・電気材料 / 半導体物性 / 電子デバイス・機器 / 結晶工学 / エピタキシャル |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、次世代高周波パワー素子として期待される、窒化アルミニウム(AlN)を主体としたトランジスタを作製した。AlNはバンドギャップが非常に大きいため(6.1 eV)、高い接触抵抗と低いキャリア濃度が問題である。これらの問題克服のため、窒素極性面AlN層を用いた分極電界効果トランジスタ(POLFET)構造を採用した。
(i)有機金属気相成長法を用いて、窒素極性面AlNの高品質結晶成長に成功した。これは、AlN素子の展開可能性を広げる成果である。
(ii)AlN層中の不純物濃度を制御することで、窒素極性面AlN層を用いたFET動作に世界で初めて成功し、100mA/mmを超える動作電流を実現した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、AlNの物性を活かした高耐圧素子の実現を目指す、実用的な研究である。時には絶縁体にも分類される、超ワイドバンドギャップ半導体のAlNを用いた素子を作製することは、半導体物性の物理限界を知る研究になり、学術的に大きな意義がある。本研究により、高性能AlNトランジスタを実現できたことで、新しい高耐圧素子用材料の分野開拓および普及に大きく貢献できると期待する。
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