| 研究課題/領域番号 |
21H01389
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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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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
三好 実人 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30635199)
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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2023年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | 窒化物半導体 / パワートランジスタ / 高周波トランジスタ / ワイドバンドギャップ / AlN / ヘテロ接合FET |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、将来社会の省エネ化ニーズに応えるアイテムとして、GaN、SiC以上の超ワイドバンドギャップ半導体であるAlN系ヘテロ構造をベースとしたパワートランジスタを着想、その実現に向けた課題と方策を以下のように設定し、その実現に向けた研究計画を策定した。
1. AlN系ヘテロ構造のエピタキシャル成長技術確立
2. AlN系トランジスタのデバイス化技術構築
3. AlN系トランジスタの試作と到達性能の確認
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| 研究成果の概要 |
窒化アルミニウム(AlN)は、GaNやSiCなど既存の半導体材料を凌駕する次世代パワーデバイス材料として期待されている。AlNは、化学的安定性が高く機械的強度・硬度に優れることも大きな特徴となっているが、これらの諸物性は機能デバイスへの応用を考えた際の技術的困難さも生じさせている。本研究では、AlN系半導体を用いたヘテロ構造デバイスを目指し、結晶成長ならびにデバイス試作を行った。研究成果として、AlNモル分率70%超までのAlGaNチャネルパワートランジスタ、単結晶AlN基板を用いた高周波トランジスタの試作に成功し、各々について良好なデバイス特性を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
窒化アルミニウム(AlN)は、次世代パワーデバイス材料としてGaNやSiCなど既存の半導体材料を凌駕する物性を備えているが、ウルトラワイドバンドギャップ半導体の特徴でもある化学的安定性や機械的強度・硬度に起因してデバイス作製が困難であった。本研究を遂行した事で、AlN系半導体トランジスタの設計、結晶成長、デバイスプロセスについて、多くの知見を得る事が出来た。本研究で得られた知見は、電子デバイス応用に限らず、AlN系半導体を用いた光・電子デバイスの実現に大きく寄与できる。
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