【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.14】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23BA0009
利用課題名 / Title
高耐圧デバイスの試作、及び電気的特性評価
利用した実施機関 / Support Institute
筑波大学 / Tsukuba Univ.
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）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
パワーエレクトロニクス/ Power electronics,化合物半導体/ Compound semiconductor
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)
澤田 達郎
所属名 / Affiliation
京セラ株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
和田 竜垂,清水 悦朗,藤田 高吉,礒山 和基
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
野木 広光,俵 妙,岡野 彩子
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
BA-016：パワーデバイス特性評価装置
BA-017：IRエミッション顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
広いバンドギャップを持つ窒化ガリウム（GaN）は、従来の半導体材料であるシリコンに比べて高い絶縁破壊強度を有するため、高効率パワー半導体デバイスの材料として期待されており、GaN を用いた電子デバイス（トランジスタやショットキーバリアダイオード）の研究が盛んにおこなわれている。Si基板上に結晶成長させたGaN（GaN on Si）に、高移動度トランジスタ（HEMT）を形成した製品が製品化されているが、十分な素子耐圧を持たせるためには、ドレインーソース間だけでなく、ドレインーSi基板間の耐圧も重要であり、その評価手法の確立が必要である。今回、筑波大学マテリアル先端リサーチインフラ事業（ARIM）の評価装置を用いて、市販のGaN on Si基板の縦方向耐圧を評価したので、報告する。
実験 / Experimental
最初に、市販のGaN on Si基板上にオーミック電極を形成し、その後レジストマスクを用いて、素子分離のためにGaN層のドライエッチングを行った、次に、GaN表面に絶縁膜の形成を行い、電極上の絶縁膜をウェットエッチングにより除去した。最後にSi基板の裏面に電極を形成した。パワーデバイス特性評価装置（設備ID：BA-016）を用いて、作製したサンプルの電気的特性の評価を実施した。尚、今回評価したサンプルは、GaN on Si基板上に作製されたチップであるため、同施設にあるIRエミッション顕微鏡（設備ID：BA-017）の付帯設備であるウェハプローバーを用いて、電極パッドとの電気的な接続を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
GaN on Si基板上に作製した耐圧評価用の素子の外観写真を図1に、耐圧特性の評価結果を図2に示す。市販のGaN on Si基板の縦方向の耐圧は、1.0 kV以上あることが確認された。今回用いた評価手法は、異なる仕様のGaN on Si基板に対しても同様に用いることが出来る。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 GaN on Si基板上に作製した耐圧評価用の素子
図2 GaN on Si基板の縦方向耐圧特性
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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