| 研究課題/領域番号 |
21246007
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
橋詰 保 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 教授 (80149898)
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| 研究分担者 |
佐藤 威友 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 准教授 (50343009)
古賀 裕明 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 助教 (80519413)
久保 俊晴 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 非常勤研究員 (10422338)
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| キーワード | AlGaN / GaN / HEMT / 電子準位 / 界面準位 / 多重台形チャネル / ALD / 電気化学酸化 |
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| 研究概要 |
窒化物半導体ヘテロ界面を利用した高電子移動度トランジスタ(HEMT)の劣化特性と表面・バルク電子準位との相関、表面・バルク電子準位の特性解明、電子準位制御構造の開発、新しく提案する多重台形チャネル構造の適用と評価を通して、真にロバストな窒化物半導体トランジスタ構造技術の構築を目的として研究を展開した。本年度の主な成果を以下にまとめる。
1)ゲート直下にのみ周期的トレンチ構造を形成して多重台形チャネルAlGaN/GaN HEMTを作製し、しきい値制御、電流駆動力、電流安定性、サブスレショルド領域での電流遮断性に優れた特性を示すことを明らかにした。これらの特長は高インピーダンスチャネルに起因することがわかった。
2)2つのゲート電極を持つAlGaN/GaN HEMTを用いて、オフ状態からオン状態にスイッチした場合に生じる電流減少(コラプス)は、ゲート端からAlGaN表面への電子注入が主因であることを明らかにした。また、N_2Oプラズマ表面処理がこの電子注入の抑制に効果的であることを見出した。
3)原子層堆積法(ALD)によりAl_2O_3薄膜をn-GaN表面に堆積し、界面電子密度が比較的低いMOSゲート構造が可能であることを検証した。しかし、800℃以上の熱処理によりAl_2O_3膜中に微結晶化が生じ、漏れ雷流と界面準位の増加の原因となるととを指摘した。
4)電気化学酸化をAlGaN/GaN構造に適用し、AlGaNの一部を酸化し、リセス構造+MOSゲート構造を一度のプロセスで形成可能であることを見出した。さらに堆積絶縁膜をマスクとして用いることにより、選択的電気化学酸化が達成できることを検証した。
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