【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
22IT0022
利用課題名 / Title
MIS HEMTに向けたGaN MISダイオードの研究
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
内部利用（ARIM事業参画者）/Internal Use (by ARIM members)
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
GaN, HEMT, MOS
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)
宮本 恭幸
所属名 / Affiliation
東京工業大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
伊東 幸風,林 好古
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
宮本 恭幸
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
IT-004：マスクレス露光装置
IT-005：コンタクト光学露光装置
IT-008：3連Eガン蒸着装置
IT-011：原子層堆積装置
IT-012：リアクテブイオンエッチング装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
GaN HEMTにおいてゲート構造を導入するとゲートリーク電流を減らし、動作バイアス範囲を広げられることから、大電流化などにおいて重要である。しかしながら、まずはどのようなMIS構造が好ましいかについては検討する必要があることから、実際にダイオードを作製し、その評価を行った。
実験 / Experimental
GaN層上にALDによる絶縁層とゲートコンタクト層をゲートスタックとして形成する。また半導体側のコンタクトとして、電極層を別途GaN層に形成する。形成されたMOSダイオードの評価を行う。
結果と考察 / Results and Discussion
Si基板上に形成されたGaN層上に、SiN, Al0.05Hf0.95O2,HfO2,SiO2などの絶縁膜を形成し、それらのI-V特性、C-V特性を測定し、比較を行った。
耐圧を測定された容量等価膜厚(CET)で割ったものを比較するとAl0.05Hf0.95O2が2.24V/nmと、SiO2の1.01 V/nmに対して二倍程度高く、最も駆動能力として優れていた。HfO2は、Al0.05Hf0.95O2から5%程度低い2.14V/nm、SiNは、SiO2から10%程度高い1.19V/nmであった。
一方、ターマン法で測定した界面準位密度を右に示す。SiNが最も優れた界面特性を示している。今後これらのMOS界面をHEMTに応用していく予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１．ターマン法で測定した界面準位密度
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
なし。
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