| 研究課題/領域番号 |
19K04497
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 中部大学 |
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研究代表者 |
中野 由崇 中部大学, 工学部, 教授 (60394722)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021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)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | p型GaN / プラズマイオン衝撃 / 電気的ダメージ / 欠陥準位 / 光容量過渡分光法 / プラズマイオン / Ar / Mgアクセプター / CF4 / Ga空孔 / N空孔 / パワー半導体 / ノーマリーオフ / イオン衝撃 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
窒化物半導体(GaN)は次世代の省エネルギー型デバイス材料として期待されているが、所望のデバイス特性を得るにはプラズマイオンを用いた3次元的なデバイス加工を行う必要がある。この際、プラズマイオンの物理的衝撃により誘発する電気的ダメージはデバイス特性の信頼性を著しく低下させてしまう。本研究では、p型GaNへのプラズマイオン衝撃に焦点を絞り、イオン衝撃で発生する支配的な欠陥準位と電気的ダメージの生成挙動を系統的に調べ、プラズマイオン衝撃による電気的ダメージの全容を解明する。
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| 研究成果の概要 |
次世代パワーデバイスとして期待されるGaN縦型パワーMOSトランジスタを大電流動作化させるためにはプラズマイオンを用いた反応性ドライエッチング技術による3次元的なデバイス構造の作製が必要不可欠となるが、プラズマイオンの物理的衝撃により電気的ダメージが発生する。本研究では、p型GaNへのプラズマイオン衝撃による電気的ダメージの生成挙動をMgアクセプター濃度分布と欠陥準位分布の観点から系統的に調べ、プラズマ処理時間や紫外線照射依存性を明確にした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた成果は電気的ダメージを排除する方向でプラズマ処理条件にフィードバックし、デバイスの高品質化・高信頼性化に向けたブレークスルーとなり得ることで学術的価値および実用上の価値が大きい。また、ノーマリーオフ動作のGaN縦型パワーMOSトランジスタの早期実用化へ繋がる。更に、欠陥準位の観点からプラズマ処理とデバイス特性・信頼性を結びつける研究成果であるため、材料・デバイス設計に実効的なボトムアップ提案が可能となり、GaN系電子デバイス分野の発展に大きく貢献できる。
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