高耐圧・高出力GaN HEMTの作製・評価

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15206040
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 水谷 孝 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70273290)
• 研究分担者: 大野 雄高 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (10324451) ; 岸本 茂 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (10186215) ; 澤木 宣彦 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70023330)
• キーワード: GaN HEMT / GaN MISHEMT / 耐圧 / 電流コラプス / 電流DLTS

研究概要

本研究では高耐圧・高出力GaN HENTの実現を目的に、そのデバイス製作技術を検討するとともに、GaN HEMTの特性評価をとおして特性向上の課題を検討した。主要な結果は以下のとおりである。
1.GaN HEMTの高出力化を制限する要因となるオフ時の電圧破壊が、ゲートから注入される電子により引き起こされることを明らかにした。
2.ゲート下にSiN_3絶縁膜を挿入したGaN MISHEMT構造により耐圧低下の要因となるゲートリーク電流を低減できることを実証した。
3.本GaN MISHEMTにおける耐圧が、通常HEMTの70-80Vから160-200Vに向上することを明らかにした。
4.本GaN MISHEMT構造において、高出力化の制限要因となっていた電流コラプスを制御できることを明らかにした。
5.本GaN MISHEMTにおいて低周波雑音を低減できることを実証した。
6.GaN HEMTの過渡応答を評価する技術として電流DLTSを検討し、その有効性を実証するとともに、表面準位に起因する正側のピークがGaN MISHEMTにおいて抑制されることを示した。

研究成果

• [文献書誌] T.Nakao, Y, Ohno, S.Kishimoto, K.Maezawa, T.Mizutani: "Study on Off-State Breakdown in AlGaN/Gan HEMTs"Phys.Stat.Sol.(c). vol.0, no7. 2335-2338 (2003)
• [文献書誌] T.Mizutani, T.Okino, K.Kawada, Y.Ohno, S.Kishimoto, K.Maezawa: "Drain current DLTS of AlGaN/GaN HEMTs"Phys.Stat.Sol.(a). vol.195. 195-198 (2003)
• [文献書誌] T, Mizutani, H.Makihara, M.Akita, Y.Ohno, S.Kishimoto, K.Maezawa: "Measurement of Frequency Dispersion of AlGaN/GaN High Electron Mobility Transistars"Jpn.J.Appl.Phys.. vol.42. 424-425 (2003)
• [文献書誌] M.Ochiai, M.Akita, Y.Ohno, S.Kishimoto, K.Maezawa, T.Mizutani: "AlGaN/GaN heterostructure Metal-Insulator-Semiconductor High-Electron-Mobility Transistors with Si_3 N_4 Gate Insulator"Jpn.J.Appl.Phys.. vol.42 part1, No4B. 2278-2280 (2003)
• [文献書誌] K.Kumada, T.Murata, Y.Ohno, S.Kishimoto, K.Maezawa, T.Mizutani, N.Sawaki: "Characterization of Electrical Properties of Micro-Schottky Contacts on Epitaxial Lateral Overgrowth GaN"Jpn.J.Appl.Phys.. vol.42 part1, No4B. 2250-2253 (2003)
• [文献書誌] T.Mizutani, Y.Ohno, M.Akita, S.Kishimoto, K.Maezawa: "Study of Gate-Bias-Induced Current Collapse in AlGaN/GaN HEMTs"IEEE Trans, Electron Devices. vol.50. 2015-2020 (2003)