研究課題/領域番号 |
22K20423
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研究種目 |
研究活動スタート支援
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
0302:電気電子工学およびその関連分野
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研究機関 | 東京大学 |
研究代表者 |
前田 拓也 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (20965694)
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研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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キーワード | 窒化ガリウム / パワーデバイス / 高周波デバイス / 高電界効果 / ドリフト速度 |
研究開始時の研究の概要 |
窒化ガリウム(GaN)は高い絶縁破壊電界(~3 MV/cm)および高い電子移動度を有しており,次世代パワーデバイスの材料として期待されている.パワーデバイスの実用化に向けてGaNの基礎物性の理解が不可欠であり,近年,勢力的に研究が進められているものの,未解明の物性が多く,特に高電界を印加可能であるワイドギャップ半導体に特有な物性の理解は,学術的・工学的に重要であるにも関わらずほぼ未開拓である.そこで本研究では,高電界下におけるGaNの電子物性を解明することに挑戦する.
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研究実績の概要 |
2022年度は,窒化ガリウム(GaN)のドリフト速度測定に向けて,高電界ドリフト速度の測定系の立ち上げを行った.高電圧パルス電源とオシロスコープをマニュアルプローバーに直接組み合わせることで,寄生インダクタンスなどの影響を極力排除した極めて短いパルス幅での電流-電圧測定系の構築に取り組んだ.想定される抵抗範囲(50 Ω - 1 kΩ)の既知の抵抗に対して,立ち上がり時間10 ns, パルス幅 < 500 ns の電圧印加・電流測定に成功した. 上記と並行して,測定デバイスの検討と設計,作製を行った.共同研究により所望のエピウエハを入手し,東京大学の武田先端知スーパークリーンルームによるデバイス作製プロセスの構築を行った.リソグラフィやGaNエッチング,電極蒸着などを駆使することで,測定用デバイスを作製した.現在は,作製したデバイスの基礎特性を評価に取り組んでおり,2023年度には高電界ドリフト速度を測定できる見込みである.
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
2022年度は,窒化ガリウム(GaN)のドリフト速度測定に向けて,高電界ドリフト速度の測定系の立ち上げを行った.高電圧パルス電源とオシロスコープをマニュアルプローバーに直接組み合わせることで,寄生インダクタンスなどの影響を極力排除した極めて短いパルス幅での電流-電圧測定系の構築に取り組んだ.想定される抵抗範囲(50 Ω - 1 kΩ)の既知の抵抗に対して,立ち上がり時間10 ns, パルス幅 < 500 ns の電圧印加・電流測定に成功した. 上記と並行して,測定デバイスの検討と設計,作製を行った.共同研究により所望のエピウエハを入手し,東京大学の武田先端知スーパークリーンルームによるデバイス作製プロセスの構築を行った.リソグラフィやGaNエッチング,電極蒸着などを駆使することで,測定用デバイスを作製した.現在は,作製したデバイスの基礎特性を評価に取り組んでおり,2023年度には高電界ドリフト速度を測定できる見込みである.
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今後の研究の推進方策 |
2023年度では,GaNの移動度やドリフト速度の電界依存性や温度依存性,キャリア密度依存性,結晶方位依存性の測定と解析を行う.2022年にデバイス作製や測定系の構築を行い,GaNの高電界ドリフト速度解明の道筋がついた.今後は,入念・豊富に作製したデバイスを緻密・詳細かつ系統的に測定を行うことで,GaNの高電界電子物性・キャリア輸送特性を解明することを目指す.
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