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金属を用いない高耐熱電極に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18860031
研究種目

若手研究(スタートアップ)

配分区分補助金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関福井大学

研究代表者

塩島 謙次  福井大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70432151)

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
2,720千円 (直接経費: 2,720千円)
2007年度: 1,360千円 (直接経費: 1,360千円)
2006年度: 1,360千円 (直接経費: 1,360千円)
キーワード半導体 / 電極 / 炭素 / 熱的安定性 / 電子デバイス
研究概要

測定系の整備:300℃まで昇温出来るウエハープローバーを完成させ、金属/p-GaN界面の評価を行った。界面近傍に局在する深い準位の影響が電気特性に大きな影響を示すことを見いだし、国内外の学会で発表を行った。
素子製作:半導体基板上に炭素膜を形成する検討を重点的に行った。HOPG(Highly Oriented Pyrolytic Graphite)を原材料とし、剥離法により形成を行った。しかし、10μm程度大きさの膜が部分的に形成されるのみで、工業的に必要とされる大面積は困難であると判断した。そこで、溶剤中に粉砕したHOPGを溶かし、半導体表面上に塗布する手法を用いた。塗布に用いた溶剤はホットプレートで加熱することにより揮発し、ウエハー上に残渣が残らないことを顕微鏡で確認した。ウエハー上の炭素膜は10〜100μmの大きさであった。膜厚は原子間力顕微鏡、およびラマン分光法により数原子層であるという結果を得た。1回の塗布では半導体表面の10%程度しか炭素膜形成が行われないため、塗布と熱処理を繰り返して行うことにより被覆率の向上を行った。その結果、7回の繰り返し工程で約50%の被覆率を得た。よって、本研究成果は大面積で数原子層の炭素膜形成が行われる可能性を示したものである。
技術調査:国内外の著名学会に出席し、ワイドギャップ半導体電子デバイスの分野を重点的に調査した。シリコンでは達成できないハイパワー応用が期待されているが、熱劣化に伴う信頼性が疑問視されている。本研究が目指しているような耐熱電極の開発は今後デバイス開発において重要な位置を占めるものと思われる。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Optimum Rapid Thermal Activation for Mg-doped p-type GaN2008

    • 著者名/発表者名
      Motoi Nagamori, Shuichi Ito, Hiroshi Saito, Kenji Shiojima, Shuhei Yamada, Naoki Shibata, and Masaaki Kuzuhara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 47

      ページ: 2865-2867

    • NAID

      10022549626

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual-gate AlGaN/GaN high electron mobility transistors with short gate length for high-power mixers2006

    • 著者名/発表者名
      K.Shiojima, T.Makimura, T.Maruyama, T.Kosugi, S.Sugitani, N.Shigekawa, M.Hiroki, H.Yokoyama
    • 雑誌名

      physica status solidi (c) 3,No.3

      ページ: 469-472

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of epitaxial layer crystal quality on DC and RF characteristics ofAlGaN/GaN short-gate HEMTs2006

    • 著者名/発表者名
      K.Shiojima, T.Makimura, T.Maruyama, T.Suemitsu, N.Shigekawa, M.Hiroki, H.Yokoyama
    • 雑誌名

      physica status solidi (c) 3,No.6

      ページ: 2360-2363

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] AlGaN/GaN Dual-gate MENT mixers for 24-GHz pulse-modulation2006

    • 著者名/発表者名
      K.Shiojima, T.Makimura, T.Kosugi, T.Suemitsu, N.Shigekawa, M.Hiroki, H.Yokoyama
    • 雑誌名

      2006 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest

      ページ: 1331-1334

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] p-GaNショットキー接触のI-V,C-V特性-金属仕事関数依存性-2008

    • 著者名/発表者名
      福島 慶広、荻須 啓太, 葛原 正明、塩島 謙次
    • 学会等名
      応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      千葉県習志野市
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] p-GaNショットキー接触のI-V,C-V特性-金属仕事関数依存性-2007

    • 著者名/発表者名
      福島 慶広、荻須 啓太, 葛原 正明、塩島 謙次
    • 学会等名
      電気学会電子材料研究会
    • 発表場所
      福井市
    • 年月日
      2007-11-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Optimum Rapid Thermal Activation for Mg-doped p-type GaN2007

    • 著者名/発表者名
      Motoi Nagamori, Shuichi Ito, Hiroshi Saito, Kenji Shiojima, Shuhei Yamada, Naoki Shibata and Masaaki Kuzuhara
    • 学会等名
      International conference on Solid-State Devices and materials(SSDM)
    • 発表場所
      茨城県つくば市
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Metal work function dependence of Schottky barrier height measured from I-V and C-V characteristics of p-GaN contacts2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Fukushima, Keita Ogisu, Masaaki Kuzuhara, and Kenji Shiojima
    • 学会等名
      International Conference Nitride Semiconductors-7(ICNS-7)
    • 発表場所
      米国ラスベガス
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Ni/p-GaN接触の電気的特性の評価 -Mgドーピング濃度依存性-2007

    • 著者名/発表者名
      福島 慶広、荻須 啓太, 葛原 正明、塩島 謙次
    • 学会等名
      応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌市
    • 年月日
      2007-09-04
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 金属/p-GaN界面の電流輸送特性と最近の進展2007

    • 著者名/発表者名
      塩島謙次
    • 学会等名
      電子情報通信学会、電子デバイス研究会
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      2007-06-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 高周波半導体材料・デバイスの新展開(佐野芳明 監修)2006

    • 著者名/発表者名
      奥村次徳, 嵐島 謙次ら分署
    • 総ページ数
      266
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] 半導体素子及びその製造方法2007

    • 発明者名
      塩島 謙次
    • 権利者名
      国立大学法人福井大学
    • 出願年月日
      2007-03-23
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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