| 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)
赤澤 正道 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 (30212400)
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| キーワード | AlGaN / GaN / HEMT / 電流コラプス / 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)2つのゲートを有するAlGaN/GaN HEMTを用いて、オフ状態電界ストレス後に生じる電流減少(コラプス)を詳細に評価し、ゲート端からの電子注入による表面帯電はドレインおよびソース側の両方向で生じていることを初めて明らかにした。また、多重台形チャネルAlGaN/GaN HEMTにおいては、チャネルインピーダンスが非常に高いため、この表面帯電による寄生抵抗増加の影響が非常に小さく、電流コラプスが生じにくいことがわかった。
2)原子層堆積により形成したAl_2O_3/AlGaN/GaN構造に、詳細な計算解析とバンドギャップ以下のエネルギーを持つ光支援測定法を適用し、Al_2O_3/AlGaN界面には1x10^<12>cm^<-2>eV^<-1>以上の密度を持つ電子準位が存在することを初めて明らかにした。
3)AlGaN/GaN構造に選択電気化学酸化を適用し、ドライエッチングを用いずにリセス構造+MOSゲート構造を形成した。このプロセスにより、ノーマリオフHEMTを実現し、さらに、電気化学酸化中にドレイン-ソース間のコンダクタンスを測定して、HEMTのしきい値電圧を精密に制御する手法を確立した。
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