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2009 年度 実績報告書

MIS/GaN-FETに於けるMIS構造の物性研究

研究課題

研究課題/領域番号 20560341
研究機関立命館大学

研究代表者

城川 潤二郎  立命館大学, 総合理工学研究機構, 教授 (70469196)

研究分担者 金子 昌充  立命館大学, 総合理工学研究機構, 研究員 (70374709)
キーワードMIS / GaN / Trap / CV / SiN / Interface
研究概要

今年度は、MIS構造の基本となる絶縁膜の成膜方法による差、及び、材料の複合を調査し、閾値を決定する界面電荷を、dipoleモデルで説明できることを提案した。又、KFMによる測定で、この電荷を直接観測した。
1.プロセス評価
成膜方法としてECRとCVDをCV測定で比較した。CVDでは、ECRと違い明確なledgeは見えず、1MHzの高い周波数に於いても蓄積容量に達していた。CVDの中でもSiH_4系とTEOS系では、周波数分散に違いが見られた。これらは、プロセス中の水素混入が関与しているものと推測される。
2.絶縁膜材料
絶縁膜としてSiNを使用し、そのSi/N比を意識的に変えて成膜した膜の複合膜を作り、CV測定を行った,Si rich SiN膜とN rich SiN膜を組み合わせた場合、どちらがゲート側に来るかで、フラットバンドシフト電圧が異なってくる。これは、界面を形成する膜の表面に存在するN原子密度の違いによって欠陥密度に違いが生じ、その結果、電荷の符号が変化する事を仮定すれば説明が可能であることを見だした。
3.Dipoleモデル
界面に欠陥を原因として電荷が存在すると、それらの電荷はdipoleを形成し、閾値に影響する。この閾値がアニールによって負バイアス側ヘシフトすることは昨年度に報告した。これは、dipoleがアニールによって再整列をし、そのmomentが大きくなる事によって説明が可能である。これをdipoleモデルとしてE-MRSで発表した。
4.KFMによる観察
KFMにより、SiN上の電位分布を観察した。アニール前後では、アニール後により多くの正の電荷が観察された。又、この電荷は光照射をしても有意の差は認められなかった。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2009

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Detailed investigation of GaN metal-insulator-semiconductor structures by capacitance-voltage and deep level transient spectroscopy methods2009

    • 著者名/発表者名
      J.Kikawa, Y.Horiuchi, E.Shibata, M.Kaneko, H.Otake, T.Fujishima, K.Chikamatsu, A.Yamaguchi, Y Nanishi
    • 雑誌名

      Material research society symposium proceedings 1108

      ページ: 157-161

    • 査読あり
  • [学会発表] Study of the flat band voltage shift in Metal/Insulator/n-GaN capacitors by annealing2009

    • 著者名/発表者名
      J.Kikawa, M.Kaneko, H.Otake, T.Fujishima, K.Chikamatsu, A.Yamaguchi, Y Nanishi
    • 学会等名
      2009 E-MRS Fall meeting
    • 発表場所
      Warsaw Univ.(Poland)
    • 年月日
      2009-09-17
  • [学会発表] Metal/SiN/GaN構造のアニールによるフラットバンドシフトの検討2009

    • 著者名/発表者名
      城川潤二郎、堀内佑樹, 柴田英次, 金子昌充、大嶽浩隆, 藤罵辰也, 近松健太郎, 山口敦司, 名西〓之
    • 学会等名
      秋季 第70回 応用物理学会 学術講演会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      2009-09-10
  • [学会発表] CV測定によるGaN-MIS構造に於けるSiN成膜条件の検討2009

    • 著者名/発表者名
      城川潤二郎、堀内佑樹, 柴田英次, 金子昌充、大嶽浩隆, 藤嶌辰也, 近松健太郎, 山口敦司, 名西〓之
    • 学会等名
      春季第56回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      つくば大学(茨城県)
    • 年月日
      2009-04-01

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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