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高温・高周波エレクトロニクスの基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 22560327
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
研究機関福井大学

研究代表者

葛原 正明  福井大学, 工学研究科, 教授 (20377469)

研究分担者 山本 あき勇  福井大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90210517)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
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)
2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2010年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード電子デバイス / 集積回路 / 電子デバイス・電子機器 / 電子デバイス・集積回路 / GaN / MIS / FET / HEMT / 絶縁膜 / 窒化物半導体 / トランジスタ
研究概要

高温・高周波で安定に動作する電子デバイスの実現をめざして、AlGaN/GaN 絶縁ゲート HEMT (MISHEMT)を作製した。ゲート絶縁膜として、 SiN, Al_2O_3, HfO_2, ZrO_2 とそれらの複合膜を広く検討した。試作した ZrO_2/Al_2O_3 複合絶縁膜をもつ MISHEMT は室温で低いゲートリーク電流(1x10^-10A/mm)を示した。この値は従来の HEMT に比べて約3桁低い値であった。ZrO_2/Al_2O_3 複合絶縁膜 MISHEMT は、デバイス動作温度が室温から 300℃まで上昇しても、ゲートリーク電流の増加が最も小さいことが分かった。また、ZrO_2/Al_2O_3 複合絶縁膜 MISHEMT は優れた直流特性と安定した界面特性を示した。これらの結果から、今回開発した ZrO_2/Al_2O_3 複合絶縁膜 MISHEMT が高温・高周波エレクトロニクス応用として相応しいことが明らかとなった。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (23件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Superior DC and RF Performance of AlGaN-Channel HEMT at High Temperatures2012

    • 著者名/発表者名
      M. Hatano, N. Yafune, H. Tokuda, Y. Yamamoto, S. Hashimoto, K. Akita, and M. Kuzuhara
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Electron.

      巻: Vol.E95-C ページ: 1332-1336

    • NAID

      10031126695

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Superior DC and RF Performance of AlGaN-Channel HEMT at High Temperatures2012

    • 著者名/発表者名
      Maiko Hatano
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E95.C 号: 8 ページ: 1332-1336

    • DOI

      10.1587/transele.E95.C.1332

    • NAID

      10031126695

    • ISSN
      0916-8524, 1745-1353
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface barrier height lowering at above 540K in AlInN/AlN/GaN heterostructure2011

    • 著者名/発表者名
      Md.Tanvir Hasan, et al
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett.

      巻: 99 号: 13 ページ: 132102-132102

    • DOI

      10.1063/1.3644161

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High temperature electron transport properties in AlGaN/GaN heterostructures2010

    • 著者名/発表者名
      H. Tokuda, J. Yamazaki, and M. Kuzuhara
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 108 ページ: 104509-104509

    • NAID

      120002772033

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] High Al composition AlGaN-channel high-electron-mobility transistor on AlN substrate2010

    • 著者名/発表者名
      H. Tokuda, M. Hatano, N. Yafune, S. Hashimoto, K. Akita, Y. Yamamoto, and M. Kuzuhara
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 3 ページ: 121003-121003

    • NAID

      10027618216

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] AlGaNチャネルHEMTの高温特性評価2012

    • 著者名/発表者名
      畑野舞子, 他
    • 学会等名
      電子情報通信学会信学技法ED2011-135
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-01-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Influence of annealing on DC performance for AlGaN/GaN MIS HEMTs2012

    • 著者名/発表者名
      M. Hatano, Y. Taniguchi, H. Tokuda, and M. Kuzuhara
    • 学会等名
      2012 International Workshop on Nitride Semiconductors
    • 発表場所
      Sapporo
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] AlGaN/GaN MIS HEMT の高温特性2012

    • 著者名/発表者名
      畑野舞子, 谷口裕哉, 徳田博邦, 葛原正明
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] AlGaN/GaN MIS HEMTの直流特性に与える熱処理の影響2012

    • 著者名/発表者名
      畑野舞子, 谷口裕哉, 徳田博邦, 葛原正明
    • 学会等名
      信学技報
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] AlGaN/GaN Heterojunction FETs for High-Breakdown and Low-Leakage Operation2012

    • 著者名/発表者名
      M. Kuzuhara and H. Tokuda
    • 学会等名
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science (PRiME 2012)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] GaN-based electronics2012

    • 著者名/発表者名
      M. Kuzuhara
    • 学会等名
      The Ninth Int'l Conf. on Advanced Semiconductor Devices and Microsystems (ASDAM 2012)
    • 発表場所
      Smolenice, Slovakia
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Status and Perspective of GaN-based Technology in Japan2012

    • 著者名/発表者名
      M. Kuzuhara and H. Tokuda
    • 学会等名
      CS MANTECH
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Influence of annealing on DC performance for AlGaN/GaN MIS HEMTs2012

    • 著者名/発表者名
      Maiko Hatano
    • 学会等名
      IWN 2012
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Status and Perspective of GaN-based Technology in Japan2012

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Kuzuhara
    • 学会等名
      CS-MANTECH 2012
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] GaN-based electronics2012

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Kuzuhara
    • 学会等名
      ASDAM 2012
    • 発表場所
      Smolenice, Slovakia
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-temperature RF characterization of AlGaN-channel HEMTs2011

    • 著者名/発表者名
      M.Hatano, et al
    • 学会等名
      9^<th> TWHM 2011
    • 発表場所
      Gifu, Japan
    • 年月日
      2011-08-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 窒化物半導体電子デバイスの現状と展開2011

    • 著者名/発表者名
      葛原正明
    • 学会等名
      応用電子物性分科会
    • 発表場所
      京都(招待講演)
    • 年月日
      2011-07-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] High-temperature RF characterization of AlGaN/GaN HEMTs2011

    • 著者名/発表者名
      J.Yamazaki, et al
    • 学会等名
      ISCS 2011
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      2011-05-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] High-Temperature RF Characterization of AlGaN-Channel HEMTs2011

    • 著者名/発表者名
      M. Hatano, J. Yamazaki, N. Yafune, S. Hashimoto, K. Akita, Y. Yamamoto, and M. Kuzuhara
    • 学会等名
      9th Topical Workshop on Heterostructure Microelectronics (TWHM 2011)
    • 発表場所
      Gifu
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] High-temperature RF characterization of AlGaN/GaN HEMTs2011

    • 著者名/発表者名
      J. Yamazaki, M. Hatano, H. Tokuda and M. Kuzuhara
    • 学会等名
      38th International Symposium on Comp. Semicond
    • 発表場所
      Berlin
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Next Challenges in III-Nitride HEMTs (invited)2011

    • 著者名/発表者名
      M. Kuzuhara
    • 学会等名
      Workshop on Frontier Photonic and Electronic Materials and Devices
    • 発表場所
      Granada
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Next Challenges in GaN HEMT Electronics (invited)2010

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Kuzuhara
    • 学会等名
      2010 HETECH Workshop
    • 発表場所
      ギリシャ(クレタ)
    • 年月日
      2010-10-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] High-temperature GaN and Al GaN-based HEMTs(invited)2010

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Kuzuhara
    • 学会等名
      Internationa Workshop on Nitride Semiconductors(IWN2011)
    • 発表場所
      アメリカ(フロリダ)
    • 年月日
      2010-09-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Comparative hightemperature DC characterization of HEMTs with GaN and AlGaN channel layers2010

    • 著者名/発表者名
      M. Hatano, N. Kunishio, H. Chikaoka, J. Yamazaki, Z. B. Makhzani, N. Yafune, K. Sakuno, S. Hashimoto, K. Akita, Y. Yamamoto, and M. Kuzuhara
    • 学会等名
      CS-MANTECH
    • 発表場所
      Portland
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Temperature Characterization of GaN and AlGaN-based HEMTs (invited)2010

    • 著者名/発表者名
      M. Kuzuhara
    • 学会等名
      International Workshop on Nitride Semiconductors (IWN2010)
    • 発表場所
      Tampa
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Next challenges in GaN HEMT electronics (invited)2010

    • 著者名/発表者名
      M. Kuzuhara
    • 学会等名
      HETECH 2010
    • 発表場所
      Greece
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] AlGaN/GaN MIS HEMTの高温特性

    • 著者名/発表者名
      畑野舞子
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会 12p-F2-2
    • 発表場所
      愛媛大学、愛媛
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] AlGaN/GaN MIS HEMTの直流特性に与える熱処理の影響

    • 著者名/発表者名
      畑野舞子
    • 学会等名
      信学技報 Vol.112, No.154, pp.1-4, 2012
    • 発表場所
      福井大学、福井
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] パワーデバイス2011

    • 著者名/発表者名
      大橋弘通・葛原正明
    • 総ページ数
      248
    • 出版者
      丸善株式会社
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://fuee.u-fukui.ac.jp/~kuzuhara/index.html

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://fuee.u-fukui.ac.jp/~kuzuhara/index.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [産業財産権] 窒化物半導体を用いた電界効果型トランジスタ及びその製造方法2012

    • 発明者名
      葛原正明、徳田博邦、矢船憲成
    • 権利者名
      国立大学法人福井大学
    • 産業財産権番号
      2012-084259
    • 出願年月日
      2012-04-02
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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