平成２１年度　実績報告書

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研究部門成果報告パワーデバイス部門図2 AlGaNチャネルHEMT構造とドレイン電流の温度依存性参考文献[1] M. Kuzuhara, “(invited) Device Technology Based on New III-N Heterostructures,” CS-MANTECH, Tampa, Dig., 12.3 (2009).[2] H. Chikaoka, Y. Takakuwa, K. Shiojima and M. Kuzuhara, “Simulation of Tunneling Conract Resistivity in Non-polar AlGaN/GaN Hete-rostructures,” IEICE Trans. Electron., E92-C, pp.691-695, (2009).[3] M. Mukohno, N. Yafune, H. Chikaoka, K. Sakuno, Y. Mori, H. Amano and M. Kuzuhara, “Reverse current-voltage characteristics of AlGaN/GaN heterojunction FET fabricated on GaN substrate,” 2009 Int’l Meeting for Future of Electron Devices, Kansai, Dig., pp.76-77, (2009).[4] M. Hatano, N. Kunishio, H. Chikaoka, J. Yamazaki, Z. B. Makhzani, N. Yafune, K. Sakuno, S. Hashimoto, K. Akita, Y. Yamamoto, and M. Kuzuhara, to be presented at CS-MANTECH 2010.[5] H. Makino, N. Ishikawa, K. Shiojima and M. Kuzuhara, “Theoretical Investigation of GaN-Based Diodes with a Recessed Composite Schottky-Barrier Structure,” Jpn. J. Appl. Phys., 48, 04C103, (2009).[6] T. Okai, H. Makino, K. Kodama and M. Kuzuhara, “AlGaN/GaN Heterojunction Diodes with Low Turn-on and High Breakdown Voltages,” 8th Topical Workshop on Heterostructure Micro-electronics (TWHM), Dig., pp.22-23, (2009).チャネルHEMTの有用性が実証された 。4. 低オン電圧GaNショットキーダイオードの設計と試作 スイッチング電源回路の還流ダイオードやレクテナ回路の整流ダイオードなどに用いるダイオードの低消費電力化には、オン抵抗の低減に加えてオン電圧の低減が重要となる。本研究では、ショットキー障壁高さを従来の0.8-1.0eVから0.4eV程度に低減するための実験的検討と、低障壁高さをもつショットキーダイオードの耐圧を改善するためのフィールドプレート構造の設計に関する検討を行った 。まず、低ショットキー障壁化については、電極にZr/Al/Mo/Au電極を用いて350~400℃の熱処理を行うことにより、障壁高さを0.4eV程度に低減できることが分かった。電極を堆積した直後の障壁高さは0.1eVと小さいが、逆方向漏洩電流が顕著なためダイオードとしては使えない。しかし、堆積後の熱処理温度を200℃以上で行うことにより漏洩電流が低減し始め、350~400℃の熱処理により漏洩電流は抑制され、逆方向耐圧も50V以上に改善されることが分った。本技術は中電圧大電流クラスのスイッチング電源回路応用として有望である。5. 高誘電率薄膜形成技術 窒化物半導体へのMOSゲート構造や表面保護膜として高誘電率薄膜の形成装置を2種類(電子線蒸着装置、原子層堆積装置(ALD))導入した。電子線蒸着装置では、ターゲット材料としてAl O を用いることにより、直接、半導体上にAl O 薄膜を堆積することができた。ALD装置では、原料ガスとしてTMAと水を用いて原子層毎に膜形成を交互に繰り返すことで均一なAl O 薄膜を得た。前者の薄膜をAlGaN/GaN HEMTの表面保護膜として用いたところ、ドレイン電流の周波数分散の少ない良好なFET特性を確認した。[5,6]2)µ++ −+LVVNormalized drain current(%)23323[4]17

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