Analysis of Physical Mechanism for GaN Semiconductors Traps by AC Two Port Network

交流二端口网络对GaN半导体陷阱的物理机制分析

• 批准号: 21K04139
• 负责人: 大石 敏之
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Saga University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04139/
• 关键词: 2端子対回路網パラメータ; 窒化ガリウムトランジスタ; トラップ評価; 窒化ガリウム; トラップ; 2端子対回路

窒化ガリウム（GaN）を用いたトランジスタなどの電子デバイスは、非常に高い電圧でかつ大電流で動作できる高出力高周波用増幅器などに実用化されている。今後、GaN本来の優れた材料物性をさらに引き出すことができれば、より高性能な電子デバイスを実現でき、社会の持続的成長に貢献できると考えられる。このために解決すべき課題のひとつが、GaN電子デバイス内部に存在するトラップの制御である。トラップは不純物や原子配列の乱れが要因で、結晶内や表面に存在し、電気的特性に影響を与える。漏れ電流を抑制できるという長所がある一方、交流信号を乱すという短所がある。これらの長短所をうまく使いこなすためにはトラップの性質を明確にすることが重要となる。本研究では回路設計と整合性の良い2端子対回路測定を使うことで、トラップの性質を明確にしていく。これまで2端子対回路測定を構築し、トランジスタに印加する電圧（ドレイン電圧、ゲート電圧）や雰囲気温度依存性を測定し、GaN層中のFe不純物に由来するトラップの挙動を解析してきた。しかし、測定できる周波数に対して、トラップの応答する周波数が広く、十分にトラップの挙動を評価することができなかった。そこで、トラップの挙動をより詳細に解明するため、光を励起して測定する方法を研究するとともに、デバイスシミュレーションを使っていくことを計画している。今年度は、立ち上げた光励起2端子対回路網パラメータ測定装置にて、光照射の効果、表面ダメージを故意に導入した試料などで評価を実施した。また、デバイスシミュレーションにおいて自己発熱効果によるデバイス内部の温度上昇による効果について検討した。

The smothering thermostat (GaN) is used to reduce the output of high-output high-cycle high-frequency waves by the use of amplitude devices. In the future, GaN will be responsible for the physical properties of materials and the growth of high-performance electronics, high-performance electronics, and social performance. In order to solve the problem, there is a system for controlling and controlling the equipment in the equipment of the GaN computer and the computer. The reason for the misalignment of the atoms in the crystal is due to the existence of the metal on the surface of the crystal, and the influence of the characteristics of the electron. The leakage current suppression device is responsible for the long-term failure of the power supply, and the AC signal is not available to the operator. It is important to make sure that you are aware of the importance of sex. In this study, the circuit design has good integration. the 2-terminal circuit test makes it clear that the performance of the circuit design and the performance of the circuit design is very good. The two-terminal circuit is used to determine the temperature dependence of the engine, the temperature dependence of the engine, the source of the Fe in the GaN, and the analysis of the temperature dependence of the engine. Make sure that the weekly wavenumber of each cycle is measured, the weekly wavenumber is measured, and the weekly wavenumber of the cycle is measured. In order to understand the information, light-induced the determination of the method to study the information, and to make sure that the information is not available, the information is not available. This year, the light excitation of the two terminals, the circuit circuit, the measuring device, the light exposure device, the surface equipment, the surface equipment, the light, the surface, the surface, the material, the equipment, the equipment, the equipment and the surface. I don't know what to do. I don't know. I don't know.

项目成果

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GaN HEMT のGaN トラップ位置が低周波Y パラメータに与える影響（デバイスシミュレーションによる検討）

GaN HEMT中GaN陷阱位置对低频Y参数的影响（通过器件模拟研究）

• 发表时间: 2022
• 作者: 諸隈 奨吾;大石 敏之;大塚 友絢;山口 裕太郎;津留 正臣;山中 宏治
• 通讯作者: 山中 宏治

低周波Y パラメータを用いたGaN HEMT トラップ評価における表面処理と光照射の効果に関する研究

利用低频Y参数研究表面处理和光照射对GaN HEMT陷阱评估的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 高田 栞;大石 敏之;大塚 友絢;山口 裕太郎;津留 正臣;山中 宏治
• 通讯作者: 山中 宏治

Characterization of Fe-doping Induced Trap in AlGaN/GaN HEMTs using Low Frequency Y22 Measurement

使用低频 Y22 测量表征 AlGaN/GaN HEMT 中的 Fe 掺杂诱导陷阱

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Nishida;T. Oishi;T. Otsuka;Y. Yamaguchi;M. Tsuru;K. Yamanaka
• 通讯作者: K. Yamanaka

Drain-bias dependence of low-frequency Y22 signals for Fe-related GaN traps in GaN HEMTs with different Fe doping concentrations

• DOI: 10.1016/j.sse.2023.108589
• 发表时间: 2023-01
• 期刊: Solid-State Electronics
• 影响因子: 1.7
• 作者: Taiki Nishida;T. Oishi;Tomohiro Otsuka;Y. Yamaguchi;M. Tsuru;K. Yamanaka;Saga University;Mitsubishi Electric Corporation