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高融点金属ゲートAlGaN/GaN HFETに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18560337
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関徳島大学

研究代表者

敖 金平  徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 講師 (40380109)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,880千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 480千円)
2007年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2006年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードAlGaN / GaN HFET / 高融点金属 / 耐熱ゲート / 高温動作 / セルフアライゲート / ショットキー接触
研究概要

本研究の目的は、高温動作やセルフアライゲートのAlGaN/GaN HFETを目指し、高融点金属によるゲート、オーミック電極の形成とアニール過程における界面反応、電気特性の研究を行うことである。
n-GaN上にNi,Cuと、高融点金属のIr,Pt,Rh,Ruとその窒化物(TaN,TiN,HfN,ZrN)を成膜し、その膜性質とそれらを用いたショットキーダイオードの評価を行った。各サンプルを室温から200度まで動作特性と熱安定性を調査した。800度アニール後、TiNデバイスはほぼ変化がなかった。ZrNのリークは800度アニール後2桁程度減少した。障壁は低温の0.66eVから0.77eVに増加し、理想因子も低温の1.16から1.06になった。窒化物TiN,ZrNを用いてAlGaN/GaN HFETを製作し、デバイス特性を調査した。完成したデバイスを850℃、30秒間でアニールすると、特性が変わらなく、ゲートリークが減少したことが分かった。セルフアライゲートAlGaN/GaN HFETを研究するために、ゲート先のデバイスを試作した。TiN,ZrNを完成してから、Ti/Al/Ti/Au金属をつけた。次にオーム接触になるため、サンプルを一斉に850℃、30秒間アニールした。完成したデバイスが正しく動作することを確認した。
n-GaN上に高融点材料W,WTi,WSi,Mo,MoSiとその窒化物のショットキー特性を製作し、評価した。窒化物にすることでリーク電流が減少し、障壁が増加したことが分かった。その中、MoNのショットキー接触はNiAuと匹敵ほどの特性を得た。n値は1.03、φ_bは0.74eV程度となった。さらに、サンプルを300℃〜800℃まで100℃刻みで10分アニールしたあと室温での電気特性を評価した。MoNはアニール温度を上げると、徐々にリーク電流が増えショットキー特性が悪くなるものの、その変化はなだらかであるため、界面が安定していると思われる。TiNのウェットエッチングができた。TiNゲートを用い、セルフアライゲートAlGaN/GaN HFETの試作を行った。
以上の成果は耐熱デバイス、セルフアライゲートAlGaN/GaN HFETの開発の基礎技術になると思われる。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Schottky Diodes : Properties, Preparation and Applications2008

    • 著者名/発表者名
      Jin-Ping, Ao, Yasuo, Ohno, et. al.
    • 雑誌名

      Nova Science Publishers, Inc

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] TiNゲートAlGaN/GaN HFETの特性評価2007

    • 著者名/発表者名
      敖 金平 等
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] n-GaNへの高温処理ZrN電極ショットキー特性2007

    • 著者名/発表者名
      澤田 剛一 等
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Characterization of ZrN Schottky contact on n-GaN under thermal treatment2007

    • 著者名/発表者名
      K. Sawada, et. al.
    • 学会等名
      68th Autumn Meeting of the Japan Society of Applied Physics
    • 発表場所
      Hokkaido, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Evaluation of TiN Gate AlGaN/GaN HFET2007

    • 著者名/発表者名
      J P. Ao, et. al.
    • 学会等名
      68th Autumn Meeting of the Japan Society of Applied Physics
    • 発表場所
      Hokkaido, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] Schottky Diodes: Properties, Preparation and Applications2008

    • 著者名/発表者名
      Jin-Ping Ao 等
    • 出版者
      Nova Science Publishers, Inc.(印刷中)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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