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2012 年度 研究成果報告書

電子準位制御と新ゲート構造による窒化ガリウム系トランジスタの高信頼化

研究課題

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研究課題/領域番号 21246007
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関北海道大学

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)

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   (10422338)
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)
研究期間 (年度) 2009 – 2012
キーワード窒化ガリウム / 表面・界面 / 電子準位 / 絶縁膜 / トランジスタ
研究概要

窒化物半導体ヘテロ構造を利用した高電子移動度トランジスタ(HEMT)の高信頼化を目的として、絶縁膜界面の電子準位の評価と制御、多重台形チャネル構造の作製と評価を行った。独自に開発した厳密計算法と光支援容量法をAl_2O_3/AlGaN/GaN構造に適用し、Al_2O_3/AlGaN界面の電子準位密度を初めて求めることに成功した。また、多重台形チャネル構造が電流安定性の向上に有効であることを明らかにした。

  • 研究成果

    (43件)

すべて 2013 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (22件) 学会発表 (20件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of Cl_2-Based Inductively Coupled Plasma Etching of AlGaN on Interface Properties of Al_2O_3/AlGaN/GaN Heterostructures2013

    • 著者名/発表者名
      Z. Yatabe, Y. Hori, S. Kim, and T. Hashizume
    • 雑誌名

      Appl. Phys

      巻: Express 6 ページ: 016502

    • DOI

      DOI:10.7567/ APEX.6.016502

  • [雑誌論文] Determination of the deep donor-like interface state density distribution in metal/Al_2O_3/n-GaN structures from the photocapacitance-light intensity measurement2012

    • 著者名/発表者名
      M. Matys, B. Adamowicz, and T. Hashizume
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett

      巻: 101 ページ: 231608

    • DOI

      DOI:10.1063/1.4769815

  • [雑誌論文] Non-localized trapping effects in AlGaN/GaN heterojunction field-effect transistors subjected to on-state bias stress2012

    • 著者名/発表者名
      C.-Y. Hu and T. Hashizume
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys

      巻: 111 ページ: 084504

    • DOI

      DOI:10.1063/1.470439

  • [雑誌論文] Interface properties of Al2O3/n-GaN structures with inductively coupled plasma etching of GaN surfaces2012

    • 著者名/発表者名
      S. Kim, Y. Hori, W.-C. Ma, D. Kikuta, T. Narita, H. Iguchi, T. Uesugi, T. Kachi, and T. Hashizume
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 51 ページ: 060201

    • DOI

      DOI:10.1143/JJAP.51.060201

  • [雑誌論文] Interface state characterization of ALD-Al2O3/GaN and ALD-Al2O3/AlGaN/GaN structures2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Hori, C. Mizue and T. Hashizume
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi C

      巻: 9 ページ: 1356-1360

    • DOI

      DOI10.1002/pssc.201100656

  • [雑誌論文] Reduction of current collapse in multi-mesa-channel AlGaN/GaN HEMTs2012

    • 著者名/発表者名
      K. Ohi and T. Hashizume
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi C

      巻: 9 ページ: 898-902

    • DOI

      DOI 10.1002/pssc.201100301

  • [雑誌論文] The influence of interface states and bulk carrier lifetime on the minority carrier behavior in an illuminated metal/ insulator/GaN structure2011

    • 著者名/発表者名
      M. Miczek, P. Bidzinski, B.Adamowicz, C. Mizue and T. Hashizume
    • 雑誌名

      Solid State Commun

      巻: 151 ページ: 830-833

    • DOI

      DOI:10.1016/j.ssc.2011.03.021

  • [雑誌論文] Impact of gate and passivation structures on current collapse of AlGaN/GaN HEMTs under off-state-bias stress2011

    • 著者名/発表者名
      M. Tajima and T. Hashizume
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 50 ページ: 061001

    • DOI

      DOI:10.1143/JJAP.50.061001

  • [雑誌論文] Impact of Interface States and Bulk Carrier Lifetime on Photocapacitance of Metal/Insulator/GaN Structure for Ultraviolet Light Detection2011

    • 著者名/発表者名
      P. Bidzinski, M. Miczek, B.Adamowicz, C. Mizue and T. Hashizume
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 50 ページ: 04DF08

    • DOI

      DOI:10.1143/ JJAP.50.04DF08

  • [雑誌論文] Al_0.44Ga_0.56N spacer layer to prevent electron accumulation inside barriers in lattice-matched InAlN/AlGaN/AlN/GaN heterostructures2011

    • 著者名/発表者名
      M. Akazawa, B. Gao, T. Hashizume, M. Hiroki, S. Yamahata, and N. Shigekawa
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lerr.

      巻: 98 ページ: 142117

    • DOI

      DOI:10.1063/1.3578449

  • [雑誌論文] Formation of recessed-oxide gate for normally-off AlGaN/GaN HEMTs using a selective electrochemical oxidation2011

    • 著者名/発表者名
      N. Harada, Y. Hori, N. Azumaishi, K. Ohi and T. Hashizume
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 4 ページ: 021002

    • DOI

      DOI:10.1143/APEX.4.021002

  • [雑誌論文] Capacitance-voltage characteristics of Al_2O_3/AlGaN/GaN structures and state density distribution at Al_2O_3/AlGaN interface2011

    • 著者名/発表者名
      C. Mizue, Y. Hori, M. Miczek, and T. Hashizume
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 50 ページ: 021001

    • DOI

      DOI:10.1143/ JJAP.50.021001

  • [雑誌論文] Variation of Chemical and Photoluminescence Properties of Mg-Doped GaN Caused by High-Temperature Process2011

    • 著者名/発表者名
      E. Ogawa and T. Hashizune
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 50 ページ: 021002

    • DOI

      DOI:10.1143/JJAP.50.021002

  • [雑誌論文] Measurement of valence-band offsets of InAlN/ GaN heterostructures grown by metal-organic vapor phase epitaxy2011

    • 著者名/発表者名
      M. Akazawa, B. Gao, T. Hashizume, M. Hiroki, S. Yamahata, and N. Shigekawa
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 109 ページ: 013703

    • DOI

      DOI:10.1063/1.3527058

  • [雑誌論文] Trapping effect evaluation of gateless AlGaN/ GaN heterojunction field-effect transistors using transmission-line-model method2010

    • 著者名/発表者名
      C.-Y. Hu, T. Hashizume, K. Ohi, M. Tajima
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett .

      巻: 97 ページ: 222103

    • DOI

      DOI:10.1063/1.3506583

  • [雑誌論文] Deep electronic levels of AlxGa1-xN with a wide range of Al composition grown by metal-organic vapor phase epitaxy2010

    • 著者名/発表者名
      K. Ooyama, K. Sugawara, S. Okuzaki, H. Taketomi, H. Miyake, K. Hiramatsu, and T. Hashizume
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 49 ページ: 101001

    • DOI

      DOI:10.1143/JJAP.49.101001

  • [雑誌論文] Process conditions for improvement of electrical properties of Al_2O_3/n-GaN structures prepared by atomic layer deposition2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Hori, C. Mizue, and T. Hashizume
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 49 ページ: 080201

    • DOI

      DOI:10.1143/JJAP.49.080201

  • [雑誌論文] Trap states in AlGaN/GaN metal-oxide-semiconductor structures with Al2O3 prepared by atomic layer deposition2010

    • 著者名/発表者名
      D. Gregusova, R. Stoklas, C. Mizue, Y. Hori, J. Novak, T. Hashizume, and P. Kordos
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 107 ページ: 106104

    • DOI

      DOI:10.1063/1.3428492

  • [雑誌論文] Small valence-band offset of In0.17Al0.83N/GaN heterostructure grown by metal-organic vapor phase epitaxy2010

    • 著者名/発表者名
      M. Akazawa, T. Matsuyama, T. Hashizume, M. Hiroki, S. Yamahata, and N. Shigekawa
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 96 ページ: 132104

    • DOI

      DOI:10.1063/1.3368689

  • [雑誌論文] Variation of surface potentials of Si-doped Al_xGa_1-xN (0 < x < 0.87) grown on AlN/sapphire template by metal-organic vapor phase epitaxy2010

    • 著者名/発表者名
      T. Kubo, H. Taketomi, H. Miyake, K. Hiramatsu, and T. Hashizume
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 3 ページ: 021004

    • DOI

      DOI:10.1143/APEX.3.021004

  • [雑誌論文] Drain Current Stability and Controllability of Threshold Voltage and Subthreshold Current in a Multi-Mesa-Channel AlGaN/GaN High Electron Mobility Transistor2009

    • 著者名/発表者名
      K. Ohi and T. Hashizume
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 48 ページ: 081002-1-5

    • DOI

      DOI:10.1143/JJAP.48.081002

  • [雑誌論文] Near-midgap deep levels in Al_0.26Ga_0.74N grown by metal-organic chemical vapor deposition2009

    • 著者名/発表者名
      K. Sugawara, J. Kotani and T. Hashizume
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 94 ページ: 152106-1-3

    • DOI

      DOI:10.1063/1.3119643

  • [学会発表] 「InAlN/GaNヘテロ構造の表面・界面の評価と制御」、応用物理学関係連合講演会シンポジウム:GaN系材料表面・界面評価の進展2013

    • 著者名/発表者名
      赤澤正道、橋詰保
    • 学会等名
      第60回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学、神奈川
    • 年月日
      20130327-30
  • [学会発表] GaNパワーデバイスにおける異種接合界面の制御2013

    • 著者名/発表者名
      橋詰保
    • 学会等名
      日本表面科学会第74回表面科学研究会平成24年度中部表面科学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学、名古屋
    • 年月日
      2013-01-26
  • [学会発表] Characterization and control of insulated gates for GaN power switching transistors2012

    • 著者名/発表者名
      T. Hashizume
    • 学会等名
      The Ninth International Conference on Advanced Semiconductor Devices and Microsystems (ASDAM-2012)
    • 発表場所
      House of Scientists of Slovak Academy of Sciences, Slovakia.
    • 年月日
      20121111-15
  • [学会発表] Insulated gate technologies for high-performance GaN transistors2012

    • 著者名/発表者名
      T. Hashizume
    • 学会等名
      International Workshop on Nitride Semiconductors 2012 (IWN2012)
    • 発表場所
      Sapporo Convention Center, Japan.
    • 年月日
      20121014-19
  • [学会発表] GaN-based MOS structures processed with plasma-assisted dry etching2012

    • 著者名/発表者名
      T. Hashizume
    • 学会等名
      4th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials (ISPlasma2012)
    • 発表場所
      Chubu University, Kasugai
    • 年月日
      20120305-08
  • [学会発表] GaN transistors for next-generation power conversion system2012

    • 著者名/発表者名
      J. T. Asubar and T. Hashizume
    • 学会等名
      International Symposium on Technology for Sustainability
    • 発表場所
      King Mongkut's Institute of Technology, Bangkok, Thailand
    • 年月日
      20120126-28
  • [学会発表] GaN系絶縁膜界面の制御とパワートランジスター応用2012

    • 著者名/発表者名
      橋詰保
    • 学会等名
      応用電子物性分科会研究例会
    • 発表場所
      金沢工業大学大学院虎ノ門キャンパス、東京。
    • 年月日
      2012-11-02
  • [学会発表] In-grown and process-induced deep levels in AlGaN alloys2012

    • 著者名/発表者名
      T. Hashizume
    • 学会等名
      International Workshop on "Frontier of Nitride Semiconductor Alloy Photonics (NSAP)"
    • 発表場所
      Hotel Springs, Chiba
    • 年月日
      2012-05-10
  • [学会発表] GaNおよびAlGaNのバルク準位と界面準位評価2012

    • 著者名/発表者名
      橋詰保
    • 学会等名
      第4回窒化物半導体結晶成長講演会
    • 発表場所
      東大生研、東京
    • 年月日
      2012-04-27
  • [学会発表] Characterization and control of GaN-based MOS structures2011

    • 著者名/発表者名
      T. Hashizume, Y. Hori, and C. Mizue
    • 学会等名
      2011 Meijo International Symposium on Nitride Semiconductors (MSN2011)
    • 発表場所
      Meijo University, Nagoya
    • 年月日
      2011-10-10
  • [学会発表] GaNヘテロ接合トランジスタの次世代インバータ展開2011

    • 著者名/発表者名
      橋詰保
    • 学会等名
      日本金属学会第3分科会シンポジウム「環境・医療・IT調和型デバイス、及び材料の最前線」
    • 発表場所
      科学技術館、東京
    • 年月日
      2011-09-22
  • [学会発表] Interface control technologies of GaN-based MOS structures for high-efficiency power switching transistors2010

    • 著者名/発表者名
      T. Hashizume, Y. Hori and C. Mizue
    • 学会等名
      Workshop on Dielectrics in Microellectronics (WoDiM 2010)
    • 発表場所
      Hotel SUZA, Bratislava, Slovak
    • 年月日
      20100628-30
  • [学会発表] Current controllability and stability of multi-mesa- channel lGaN/GaN HEMTs2010

    • 著者名/発表者名
      T. Hashizume and K. Ohi
    • 学会等名
      2010 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai (IMFEDK)
    • 発表場所
      Kansai Univ., Osaka
    • 年月日
      20100513-14
  • [学会発表] Effects of plasma processing on surface properties of GaN and AlGaN2010

    • 著者名/発表者名
      T. Hashizume
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials (ISPlasma-2010)
    • 発表場所
      Meijo Univ., Nagoya
    • 年月日
      20100308-10
  • [学会発表] MOVPE法によるAlGaN中の深い準位2010

    • 著者名/発表者名
      橋詰保
    • 学会等名
      応用物理学会シンポジウム(ワイドギャップ窒化物AlGaNの結晶評価と深紫外光デバイス応用)
    • 発表場所
      長崎大学、長崎
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] 窒化物半導体の表面・界面制御とパワートランジスタ展開2010

    • 著者名/発表者名
      橋詰保
    • 学会等名
      日本学術振興会アモルファス・ナノ材料第147委員会第108回研究会
    • 発表場所
      主婦会館、東京
    • 年月日
      2010-07-09
  • [学会発表] AlGaNの深い電子準位と表面ポテンシャル2010

    • 著者名/発表者名
      橋詰保
    • 学会等名
      応用物理学会応用電子物
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館、大阪
    • 年月日
      2010-05-21
  • [学会発表] 窒化物半導体の特徴とデバイス展開2010

    • 著者名/発表者名
      橋詰保
    • 学会等名
      第27回無機材料に関する最近の研究成果発表会-材料研究の最前線から-
    • 発表場所
      東海大学校友会館、東京
    • 年月日
      2010-01-25
  • [学会発表] Characterization and control of GaN and AlGaN surfaces for high- performance GaN-based transistors2009

    • 著者名/発表者名
      T. Hashizume
    • 学会等名
      Huang Kun Forum
    • 発表場所
      Chinese Academy of Science, Beijin, China
    • 年月日
      2009-11-06
  • [学会発表] 窒化物半導体のMIS界面電子準位2009

    • 著者名/発表者名
      橋詰保
    • 学会等名
      日本学術振興会第154委員会・第162委員会合同研究会
    • 発表場所
      キャンパスイノベーションセンター東京
    • 年月日
      2009-10-26
  • [備考]

    • URL

      http://www.rciqe.hokudai.ac.jp/qcp

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公開日: 2014-08-29   更新日: 2015-09-16  

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