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AlGaN/GaNヘテロ構造の欠陥準位とデバイス・スイッチング特性の相関研究

研究課題

研究課題/領域番号 25420300
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関中部大学

研究代表者

中野 由崇  中部大学, 工学部, 教授 (60394722)

連携研究者 色川 芳宏  物質・材料研究機構, ワイドギャップ機能材料グループ, 研究員 (90394832)
角谷 正友  物質・材料研究機構, ワイドギャップ機能材料グループ, 研究員 (20293607)
研究協力者 河合 弘治  
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードAlGaN/GaNヘテロ構造 / GaNバッファ層 / 炭素 / 欠陥準位 / デバイス・スイッチング特性 / MOCVD結晶成長 / 電流コラプス / デバイス・スイッチング特性 / スイッチング特性 / 有機金属気相成長 / ショットキーダイオード
研究成果の概要

窒化物半導体をベースとしたAlGaN/GaNヘテロ構造は次世代の高周波パワーデバイス材料として期待されているが、実デバイスでは高周波・高出力動作時にデバイス・スイッチング特性が不安定となる電流コラプスの問題が顕在化しており、実用化への障害となっている。本研究では、AlGaN/GaNヘテロ構造のバルク領域に起因する電流コラプスの原因解明を目的として、バルク領域での欠陥準位とキャリア捕獲の相関を系統的に調べ、スイッチング特性を支配する欠陥準位を特定した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Deep-level defects and turn-on capacitance recovery characteristics in AlGaN/GaN heterostructures2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Nakanoa, Yoshihiro Irokawa and Masatomo Sumiya
    • 雑誌名

      Philosophical Magazine Letters

      巻: 95 号: 6 ページ: 333-339

    • DOI

      10.1080/09500839.2015.1062154

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical Investigation of Deep-Level Defects Introduced in AlGaN/GaN Heterostructures by CF4 Plasma Treatments2015

    • 著者名/発表者名
      R. Kawakamia, Y. Nakano, M. Niibe, T. Shirahama, T. Mukai
    • 雑誌名

      ECS Solid State Letters

      巻: 4 号: 4 ページ: 36-38

    • DOI

      10.1149/2.0011505ssl

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ar+-irradiation-induced damage in hydride vapor-phase epitaxy GaN films2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakano, D. Ogawa, K. Nakamura, R. Kawakami, M. Niibe
    • 雑誌名

      J. Vac. Sci. Technol. A

      巻: 33 号: 4 ページ: 0314031-5

    • DOI

      10.1116/1.4922593

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison between AlGaN Surfaces Etched by Carbon Tetrafluoride and Argon Plasmas: Effect of the Fluorine Impurities Incorporated in the Surface2015

    • 著者名/発表者名
      R. Kawakami, M. Niibe, Y. Nakano, T. Shirahama, S. Hirai, T. Mukai
    • 雑誌名

      Vacuum

      巻: 119 ページ: 264-269

    • DOI

      10.1016/j.vacuum.2015.06.002

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical and electrical investigation of Ar+-irradiated GaN2014

    • 著者名/発表者名
      Miao-Gen Chen, Keiji Nakamura, Yan-Qing Qiu, Daisuke Ogawa, Retsuo Kawakami, Masahito Niibe, Yoshitaka Nakano
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 7 号: 11 ページ: 111003-111003

    • DOI

      10.7567/apex.7.111003

    • NAID

      210000137269

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbon-Related Deep-Level Defects and Turn-On Recovery Characteristics in AlGaN/GaN Hetero-Structures2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Nakano, Yoshihiro Irokawa, Masatomo Sumiya, Yasunobu Sumida, Shuichi Yagi, Hiroji Kawai
    • 雑誌名

      Materials Research Society Symposium Proceedings

      巻: 1635 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1557/opl.2014.102

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Steady-state photo-capacitance spectroscopy investigation of Carbon-related deep-level defects in AlGaN/GaN hetero-structures grown by MOCVD2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Nakano
    • 雑誌名

      Trends in Applied Spectroscopy

      巻: 9 ページ: 59-65

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] CF4プラズマ処理したn-GaN 膜の電気的評価2016

    • 著者名/発表者名
      中野由崇, 坂井佑輔, 新部正人, 川上烈生
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] CF4とArプラズマで処理したAlGaN膜の表面分析2016

    • 著者名/発表者名
      平井翔大, 新部正人, 川上烈生, 竹平徳崇, 中野由崇, 向井孝志
    • 学会等名
      第29回日本放射光学会年会 放射光科学合同シンポジウム (JSR2016)
    • 発表場所
      柏
    • 年月日
      2016-01-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] CF4とArプラズマで処理したAlGaN/GaNの電気特性2015

    • 著者名/発表者名
      川上烈生, 新部正人, 中野由崇, 東知里, 向井孝志
    • 学会等名
      平成27年度電気関係学会 四国支部連合大会
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Carbon-Related Deep-Level Defects and Carrier Trapping Characteristics in AlGaN/GaN Hetero-Structures2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakano, Y. Irokawa, M. Sumiya, S. Yagi, H. Kawai
    • 学会等名
      11th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-11)
    • 発表場所
      Beijing
    • 年月日
      2015-08-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Relation between Pinch-Off Voltages and Deep-Level Defects in AlGaN/GaN Hetero-Structures Treated by CF4 Plasma2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakano, R. Kawakami, M. Niibe, T. Shirahama, T. Mukae
    • 学会等名
      11th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-11)
    • 発表場所
      Beijing
    • 年月日
      2015-08-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ar+-Irradiation Induced Damage in Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy GaN2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakano, D. Ogawa, K. Nakamura, R. Kawakami, M. Niibe
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2015)
    • 発表場所
      Niigata
    • 年月日
      2015-06-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ar+-Irradiation Induced Damage in Hydride Vapor-Phase Epitaxy GaN2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakano, D. Ogawa, K. Nakamura, R. Kawakami, M. Niibe
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2015)
    • 発表場所
      Niigata
    • 年月日
      2015-06-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Carbon-Related Deep-Level Defects and Carrier-Trapping Characteristics in AlGaN/GaN Hetero-Structures2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Nakano, Yoshihiro Irokawa, Masatomo Sumiya, Shuichi Yagi, Hiroji Kawai
    • 学会等名
      7th International Symposium on Advanced Plasma Science and Its Applications for Nitrides and Nanomaterials/8th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science (ISPlasma2015/IC-PLANTS2015)
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-31
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Generation Behavior of Deep-Level Defects in Ar+-Irradiated GaN2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Nakano, Miao-Gen Chen, Daisuke Ogawa, Keiji Nakamura, Retsuo Kawakami, Masahito Niibe
    • 学会等名
      7th International Symposium on Advanced Plasma Science and Its Applications for Nitrides and Nanomaterials/8th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science (ISPlasma2015/IC-PLANTS2015)
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-31
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Ar+イオン照射したMOCVD-GaN:Si膜の電気的評価2015

    • 著者名/発表者名
      中野由崇, 高木健司, 小川大輔, 中村圭二, 新部正人, 川上烈生
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学 (神奈川県・平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] CF4プラズマ処理したAlGaN/GaNヘテロ構造の電気的評価2015

    • 著者名/発表者名
      中野由崇, 川上烈生, 新部正人, 高木健司, 白濱達夫, 向井孝志
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学 (神奈川県・平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] C-t法によるAlGaN/GaNヘテロ構造のターンオン回復特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      中野由崇, 色川芳宏, 角谷正友, 八木修一, 河合 弘治
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学 (北海道・札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Ar+イオン照射したHVPE-GaN膜の電気的評価2014

    • 著者名/発表者名
      中野由崇, 中村圭二, 新部 正人, 川上烈生
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学 (北海道・札幌)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] AlGaN/GaNヘテロ構造における炭素関連の欠陥準位評価2014

    • 著者名/発表者名
      中野由崇
    • 学会等名
      日本物理学会 第24回格子欠陥フォーラム「パワーデバイス開発のための格子欠陥評価・制御」
    • 発表場所
      かんぽの宿 恵那 (岐阜県・恵那市)
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] AlGaN/GaNヘテロ構造の炭素関連欠陥準位とターンオン電流回復特性2014

    • 著者名/発表者名
      中野由崇,色川芳宏,角谷正友, 住田行常, 八木修一, 河合弘治
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Carbon-Related Deep-Level Defects and Turn-On Recovery Characteristics in AlGaN/GaN Hetero-Structures2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Nakano, Yoshihiro Irokawa, Yasunobu Sumida, Shuichi Yagi, Hiroji Kawai
    • 学会等名
      International Symposium on Compound Semiconductors 2013
    • 発表場所
      Kobe Convention Center
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Deep-Level Defects and Turn-On Recovery Characteristics in AlGaN/GaN Hetero-Structures Containing Various Carbon Concentrations2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Nakano, Yoshihiro Irokawa, Masatomo Sumiya, Yasunobu Sumida, Shuichi Yagi, Hiroji Kawai
    • 学会等名
      2013 Materials Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      Hynes Convention Center (Boston)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 中部大学 教員情報 中野由崇

    • URL

      http://www.chubu.ac.jp/about/faculty/profile/18fda985f369f45f4e48e0e57ab46fa441142616.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 中部大学教員情報 中野由崇

    • URL

      http://www.chubu.ac.jp/about/faculty/profile/18fda985f369f45f4e48e0e57ab46fa441142616.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 教員情報

    • URL

      http://www.chubu.ac.jp/about/faculty/profile/18fda985f369f45f4e48e0e57ab46fa441142616.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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