| 研究課題/領域番号 |
26870910
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| 研究機関 | 独立行政法人情報通信研究機構 |
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研究代表者 |
原 紳介 独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所超高周波ICT研究室, 主任研究員 (30434038)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | ヘテロ構造 / エピタキシャル成長 / 電子デバイス |
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| 研究実績の概要 |
次世代無線通信用の高周波・相補型高電子移動度トランジスタの開発の課題研究を行うにあたり、本年度は、１．デバイス構造の設計・特性予測、および、２．エピウェハーの作製・評価解析の研究項目を遂行した。
１．デバイス構造の設計・特性予測の研究項目ではシュレディンガー ―ポアソン方程式ソルバーにより、同一チャネル上でn-、p-型動作可能なHEMT構造の設計を行った。バッファ層（AlGaSb）、チャネル層（InGaSb）、およびバリア層（AlInSb）の組成・構成膜厚を、またドーパント濃度の最適値を導き出した。
２．エピウェハーの作製・評価解析の研究項目では、バッファ層構造およびチャネル層の成長構造・条件の最適化と、n-type用ドーパント(Si、Te)の変調ドープ技術の検証を行った。結果、RMS 0.6 nmと平坦なAlGaSbバッファ層構造の成長できるように至った。ドープ技術においては、当初予定していたAlInSbバリア層への変調ドープが困難であることが判明した。この原因として、DXセンターによる電子トラップが問題であることが推測され、対策として約1nmの変調ドープ層をバリア層内に導入することで解決に至り、またドープ濃度の調整条件も確立した。この変更を特性予測シミュレーションに反映させて基板構造の再設計を行い、量子井戸構造を試作した。結果、n-、p-型でそれぞれ動作な可能なQW構造の作製に成功した。
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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
デバイス構造の設計・特性予測、エピウェハーの作製条件の検証については、電子・正孔の走行層であるチャネル層の成長条件の最適化が予定よりやや遅れているが、順調に検証結果が積みあがっている。 n-、p-型HEMTの試作評価へ移行することができると予測されることから、全体的に見ておおむね順調に進展していると判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は、前年度実施した２．エピウェハーの作製・評価解析に加えて、３．n-、p-型HEMTの試作評価の研究項目も遂行する。
２．エピウェハーの作製・評価解析の研究項目では、昨年度課題になったチャネル層の成長条件の確立を優先して行う。バッファ層との界面での欠陥発生が問題となったため、この抑制技術の確立を目指す。
３．n-、p-型HEMTの試作評価では、同じ量子井戸構造のエピウェハー基板を用いてn-、p-型動作するHEMTを別々に作製する。プロセス工程（フォトレジスト塗布・ベーク、露光・現像、酸化保護膜、電極作製など）における影響を調査し、最適な手法・材料を検討する。試作したデバイスはDC、RF特性を評価し、またTEM解析による形態観察等も行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
直接経費は主に物品（消耗品）費としてあてたが、想定よりも安く購入できて節約ができたことから残額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
前年度の残額は、本年度において必要になる消耗品（成長用基板、プロセス用具等）へ充足することを計画する。
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