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2013 年度 実績報告書

GaN系HEMTにおける異常現象や特性劣化の解明及びそれらの対策法の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 23560411
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

堀尾 和重  芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (10165590)

キーワードガリウムナイトライド / HEMT / 電流コラプス / 耐圧 / バッファ層 / トラップ / 計算機解析
研究概要

半絶縁GaNバッファ層内に深いドナーと深いアクセプタを考慮したAlGaN/GaN HEMTの2次元数値解析を行い,ドレイン電圧やゲート電圧を急激に変化させたときに見られる緩やかな電流応答(ドレインラグ,ゲートラグ)やそれらの複合現象としての電流コラプス等の異常現象及びオフ耐圧について検討した。
まず,高誘電率パシベーション膜を有する場合の過渡応答について検討した。その結果,パシベーション膜の誘電率が高くなると,ドレインラグや電流コラプスが軽減されることがわかった。これは,パシベーション膜の誘電率が高いほど,ゲートのドレイン端の電界が弱くなり,電子のバッファ層中への注入が弱くなってトラッピング効果が低減されるためと解釈された。
また,オフ耐圧のパシベーション膜誘電率依存性やその厚さ依存性を計算した。その結果,パシベーション膜の誘電率が高いほど,またそれが厚いほどオフ耐圧が向上することがわかった。これは,パシベーション膜の誘電率が高いほど,またそれが厚いほどパシベーション膜(絶縁膜)の影響が強くなりゲート・ドレイン間の電界分布がなだらかになるためと解釈された。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件)

  • [雑誌論文] Numerical analysis of breakdown voltage enhancement in AlGaN/GaN HEMTs with a high-k passivation layer2014

    • 著者名/発表者名
      H. Hanawa, H. Onodera, A. Nakajima, and K. Horio
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Electron Devices

      巻: 61 ページ: 769-775

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increase in breakdown voltage of AlGaN/GaN HEMTs with a high-k dielectric layer2014

    • 著者名/発表者名
      H. Hanawa and K. Horio
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (a)

      巻: 211 ページ: 784-787

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of lags and current collapse in source-field-plate AlGaN/GaN high electron mobility transistors2013

    • 著者名/発表者名
      H. Hanawa, H. Onodera and K. Horio
    • 雑誌名

      Jpn J. Appl. Phys

      巻: 52 ページ: 08JN21 1-4

    • 査読あり

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公開日: 2015-05-28  

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