2006 Fiscal Year Annual Research Report
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18206036
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
天野 浩 名城大学, 理工学部, 教授 (60202694)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩谷 素顕 名城大学, 理工学部, 講師 (40367735)
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| Keywords | GaN / AIN / SiC / FET / エンハンスメントモード / ノーマリーオフ / オン抵抗 / オフ電流 |
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| Research Abstract |
Sicを基板として、III族窒化物半導体(GaN)による大電力制御用FETの可能性を示すことを最終目標としている。GaNの絶縁破壊電界はSiと比較して1桁以上高く、また、Sicの熱伝導率は3倍程度大きい。従って、Siを用いたIGBTやパワーMOSFETでは実現不可能な小型・軽量・高耐圧・大電流制御・超低損失素子の実現が期待できる。
本研究では、
(1)エンハンスメント型GaN系高移動度トランジスタ
(2)無極性面への積層構造の成長
(3)昇華法によるAIN基板成長
(4)SiC基板上へのAIN/GaN成長
を発展させ、融合することにより、1.待機時消費電力ゼロの大電力エンハンスメント型GaN系HEMT、および、2.超低オン抵抗大電流制御SiC/GaNヘテロ接合型バイポーラトランジスタを実現し、現在のSi系IGBTやパワーMOSFETの次の世代の高密度・軽量・大電力制御用の低損失基幹素子作製の基礎を築くことを目的として研究を行っている。平成18年度の成果は以下の通りである。
*p型GaNゲート接合型HFETにおいて、表面パッシベーションによりオン抵抗の低減と相互コンダクタンスの増大を確認した。また、サブスレッショルドスイングや、インバータとしてのオン損失・オフ損失が、従来のGaN系FETと比較して少なく、優れていることを確認した。
*p型GaNゲート接合型HFETにおいて、障壁層組成・膜厚の制御およびゲート長、ソースドレイン間隔とオン抵抗依存性を明らかにした。また、その関係からチャネル移動度とゲート直下の移動度の違いを明らかにした。
*昇華法を用いて、2インチSiC基板上にAIN単結晶の成長に成功した。
*高温MOVPEにおけるELOを用いてSiC上に転位密度106cm-2以下のAINの成長に成功した。
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