AlN系ナイトライドによる次世代小型・超高出力・高効率パワーデバイス

使用氮化铝基氮化物的下一代紧凑型、超高输出、高效率功率器件

• 批准号: 18760259
• 负责人: 岩谷 素顕
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Meijo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760259/
• 关键词: AIGaN; GaN; AIN; 電力変換素子; ノーマリオフ型素子; p型ゲート; 低リーク電流; 耐圧; AlGaN; HFET; オン抵抗; リーク電流; On; Off比

本研究では、バンドギャップエネルギーが半導体の中で最も大きいA1N系ナイトライドによる高性能デバイスを目指すことを目標に2カ年研究を遂行した。最終年度の平成19年度は、前年に実現した高性能ノーマリオフ型A1GaN/GaN系FETをさらに高性能化することを目指し研究を推進した。さらに、本技術を発展させ高感度フォトFETの検討を行った。主な検討項目と、その概要について以下に示し概説する。1.デバイスシミュレータを活用したデバイス構造の最適化…電流連続の式およびポアソン方程式をセルフコンシステントに解くことによって、バンド計算を行い、デバイス構造の最適化を進めた。2.エッチング条件および表面処理の最適化…本研究課題で取組む電力変換素子はp型を用いることによってノーマリオフ化しているため、プラズマエッチングを行う必要がある。そのエッチング条件の見直しを行った。さらにエッチングした表面ダメージによる表面準位を低減するために、表面パッシベーションを行った。特にSiO_2とSiN_xの比較などを行った3.フォトFETの検討を行った…本研究で開発を進めた電力変換素子は、非常に低OFF電流が実現できるため、その特性を生かしてフォトFETの開発を進めたこれらによって、◆良好なノーマリオフ特性 ◆OFF時のリーク電流が非常に少ない(300pA/mm以下) ◆ドレイン電流のON/0FF比が9桁以上 ◆低オン抵抗(3mΩ/cm^2) ◆大きなSub-threshold swing(80mV/div)◆高耐圧(300V以上)など高性能電力変換素子を実現した。さらに、高性能フォトFETに関する研究を実現した。

在这项研究中，我们进行了为期两年的研究，目的是创建由A1N硝酸盐制成的高性能装置，该设备在半导体中具有最大的带隙能量。在2007年的最后一年，该公司促进了旨在进一步改善上一年实现的基于A1GAN/GAN的FET的高性能表现的研究。此外，这项技术的开发是为了研究高度敏感的光媒体。主要考虑因素及其概述在下面概述。 1。使用设备模拟器进行优化的设备结构...通过以自洽的方式求解电流连续方程和泊松方程来进行频段计算以提高设备结构的优化。 2。优化蚀刻条件和表面处理...由于通常使用P型通过P-Type关闭该研究主题中要解决的功率转换元件，因此需要血浆蚀刻。审查了蚀刻条件。此外，进行表面钝化以降低由于蚀刻的表面损伤而降低表面水平。 In particular, we conducted a comparison of SiO_2 and SiN_x, and discussed the photoFET...The power converters developed in this research can achieve very low OFF currents, so we took advantage of their characteristics to develop photoFETs, and by making use of these characteristics, we have achieved high-performance power converters such as ◆Good normally-off characteristics ◆Leakage current when turned off is very low (less than 300pA/mm) ◆Drain current ON/0FF超过9位数字的比率◆低抗性（3MΩ/cm^2）◆大型子阈值秋千（80mv/div）◆高性能转换器，例如高承受电压（300V或更多）。此外，已经实现了对高性能光子的研究。