研究課題
基盤研究(A)
III族窒化物半導体(GaN)による大電力制御用FETの可能性を示すことを目的とした。平成18年度には、1.p型GaNゲート接合型HFETにおいて、表面パッシベーションによりオン抵抗の低減と相互コンダクタンスの増大を確認。2.サブスレッショルドスイングや、インバータとしてのオン損失・オフ損失が、従来のGaN系FETと比較して少ないことを確認。3.p型GaNゲート接合型HFETにおいて、障壁層組成・膜厚の制御およびゲート長、ソースドレイン間隔とオン抵抗依存性を確認。4.その関係からチャネル移動度とゲート直下の移動度の違いを明らかにした。また、FET成長用テンプレートまたは基板として、5.昇華法を用いて、2インチSiC基板上にAIN単結晶の成長に成功、および6.高温MOVPEにおけるELOを用いてSiC上に転位密度10^6cm^<-2>以下のAlNの成長に成功した。平成19年度には、最大ドレイン電流はSiN保護膜の膜厚と相関が強いことを見出し、SiN膜厚5nmにおいて、最大ドレイン電流がゲート電圧4[V]において1.58×10^<-1>[A/mm]と、ノーマリーオフ型FETとしては極めて高く、かつリーク電流が1.45×10^<-8>[A/mm]と極めて少なく、ON/OFF比が7桁以上、サブ閾値電圧が90[mV/dec.]と小さく、また低消費電力動作に必須の低オン抵抗3.4[mΩcm^2]を実現した。また耐圧は家庭用クーラーのインバーター用としては十分な325[V]であった。更に、耐圧はゲートドレイン間距離に比例することを実験的に証明した。
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