| 研究課題/領域番号 |
25420328
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
葛原 正明 福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20377469)
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| 研究分担者 |
徳田 博邦 福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 特命助教 (10625932)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 窒化物半導体 / トランジスタ / ＭＩＳ / 電流コラプス / ゲート電流 / ヘテロ接合 |
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| 研究概要 |
平成２５年度は、まず、原子層堆積法を用いた各種絶縁膜の膜形成プロセス基本検討を実施し、次に、絶縁膜/半導体界面評価の手段としてMISゲート構造HEMTを試作し、ゲートリーク電流と電流コラプス特性の評価を実施した。今回のMIS-HEMT試作では、簡単のため、ゲート絶縁膜と表面保護膜とが同一膜で構成されたMIS-HEMTを試作した。一方で、本研究の骨子である「良好な界面特性を有するゲート絶縁膜と、高破壊電圧を示す表面保護膜という２種類の異なる絶縁膜を堆積させ所望の特性を得る」ためには、新たな素子試作プロセスの開発も重要であり、絶縁膜の部分除去などの個別プロセス開発についても着手した。MIS絶縁膜については、Al2O3膜を単層で用いると、電流コラプス抑制に有効であるがゲートリーク電流が大きくなることが判明した。一方、ZrO2膜を単層で用いると、逆に電流コラプスが大きくゲートリーク電流が抑制されることが判明した。上記の結果から、Al2O3膜とZrO2膜の複合膜が有効ではないかと考えてMIS-HEMTを試作したところ、電流コラプスとゲートリーク電流の両方の抑制に有効であることが判明した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成２５年度は、MIS-HEMTにとって重要な性能指標であるゲートリーク電流と電流コラプス特性に注目して、Al2O3膜とZrO2膜の二層複合膜が有効である事実を実験的に見出した。
耐圧特性の確保などの重要な特性評価が残ったが、初年度として十分な達成度が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成２６年度は、ゲート絶縁膜と表面保護膜をどの順序で堆積させるか、各々の前処理、後処理工程で膜特性に変動や異常が生じることは無いか、などを調べてMISゲート構造HEMTの試作プロセスを確立する。予想される課題としては、膜堆積、膜特性の再現性不足、また試作プロセスの不安定性などが考えられる。これらは、適宜実験結果をフィードバックして解決を図っていく。
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