縮退窒化物のMB効果を用いたAlGaN二次元電子ガスへのコンタクトとHEMT応用

• 研究課題/領域番号: 24H00310
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分21:電気電子工学およびその関連分野
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 藤岡 洋 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50282570)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 48,230千円 (直接経費: 37,100千円、間接経費: 11,130千円); 2025年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円); 2024年度: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
• キーワード: 窒化ガリウム / ワイドギャップ半導体 / パワーエレクトロニクス / 高周波素子

研究開始時の研究の概要

高Al組成AlGaNはGaNやSiC、ダイヤモンド等よりもバンドギャップが大きいため次々世代パワー素子材料として大いに期待されているが、その伝導帯エネルギー準位が高いため効率よく電子を注入することは困難とされてきた。我々は最近、パルス・スパッタ堆積（PSD）法とよばれる新しい手法でGaN結晶を合成すると、ドナー濃度を縮退状態にまで高めることができ、モス - バーシュタイン効果（M-B効果）によって電子のエネルギーを高められることを確認した。本提案では、MB効果によって電子エネルギーを高めた縮退窒化物層を電子注入材料としてもちいることにより、究極の高性能AlGaN電子素子を実現する。