【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2024.06.25】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22IT0016
利用課題名 / Title
準ミリ波帯で動作する窒化物半導体トランジスタ増幅器の高耐圧・高出力化に関する研究
利用した実施機関 / Support Institute
東京工業大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
電子ビーム露光, リソグラフィ, 微細加工, GaN, 電界効果トランジスタ, マイクロ波・ミリ波
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
分島 彰男
所属名 / Affiliation
名古屋工業大学大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
IT-001：電子ビーム露光装置
IT-002：電子ビーム露光データ加工ソフトウェア
IT-024：触針式段差計
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ミリ波帯用GaNトランジスタのゲート部形成のため、東工大の電子ビーム露光装置を用いてレジストパターンを作製した。その後、ゲート金属を蒸着リフトオフして、トランジスタを作製した。作製したトランジスタのI-V特性は、概ね良好であった。
実験 / Experimental
東京工業大学所有の電子ビーム露光装置（日本電子製 JBX-6300）を用いて、ミリ波帯用GaNトランジスタのゲート部露光を行った。プロセスは次の通りである。レジストは、基板側からZEP520A、PMGI SF6、ZEP520Aの３層レジストで、さらにその上に描画電子線による試料のチャージアップを抑制するための導電膜としてEspacer300Zを成膜した。120μC/cm2で１回目の露光をおこない、純水による導電層の除去、キシレン 6 分、 IPA 30 秒で、それぞれ、上層、中間層レジストの現像を行った。その後、２回目の露光時のチャージアップ抑制のために再度、Espacer300Zを成膜した後、320μC/cm2で露光し、導電層の除去、キシレンで現像を行った。露光前と上記プロセス終了後の試料（ミリ波帯用GaNトランジスタ）の外観写真をFig.1に示す。左が露光前のもの、右が２回目の現像までを行ったものである。
結果と考察 / Results and Discussion
上記、東工大のプロセスより前には、オーミック電極形成などを行っており、東工大のプロセスの後、ゲート金属（Ni/Au）を蒸着リフトオフし、GaNトランジスタとして完成させた。
Fig. 2に作製したゲートの断面写真を示す。設計ゲート長は0.25μmであったが、若干太いゲート長0. 43μmのゲートが形成された。この原因は、これまでの検討で、現像をするとレジスト残りが発生することがあり、最下層の現像時間を20％程度延ばしたことに起因すると思われる。
FETの特性をFig. 3に示す。最大ドレイン電流 1A/mm、相互コンダクタンス200mS/mmといった、このゲート長として期待される特性を得た。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 SIM images of a sample before exposure (left) and after the 2nd development (right)
Fig. 2 Cross-sectional SEM of the gate. Fig. 3 I-V characteristics of the fabricated GaN transistor.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
プロセスにおいて、技術的な指導をいただきました東工大未来産業技術研究所の梅本様に感謝申し上げます。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件