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Development of Ultra-high Performance InGaSb Channel THz Transistors

超高性能InGaSb通道太赫兹晶体管的开发

基本信息

批准号：
20H02211
负责人：
藤代博記
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

テラヘルツ領域で動作する極限性能トランジスタの開発は様々なテラヘルツ応用技術への道を拓く喫緊の課題である。本研究は、現実的なラフネス散乱と寄生インピーダンスの下で最も遮断周波数が高く、雑音指数が低くなるチャネル構造は何かという「問い」に対し、InGaSbチャネルの導入と歪みバンドエンジニアリングにより、電子有効質量の観点からチャネル構造を最適化設計し、デバイス試作をして特性を実証する。従来の性能を凌駕するテラヘルツ領域極限性能トランジスタの開発を目的とするが、Sb系半導体に限らず全てのナローギャップ半導体においてエネルギーバンド構造が高速性、低雑音性、低電圧性等に及ぼす影響を包括的に解明することがその根本にある更なる「問い」であり、これによりワイドギャップ半導体とは異なるナローギャップ半導体の新たな学術分野を開拓する。これまでに、SPICEシミュレータと量子補正モンテカルロ（QC-MC）シミュレータを統合した寄生インピーダンスを厳密に考慮できるデバイスシミュレータを開発した。また成長初期核と界面の制御に加えAlSb/GaSbバッファ層の構造と成長条件を検討し、貫通転位と積層欠陥が低減し電子移動度μeが向上する条件を見出した。さらにQC-MCシミュレータにより構造設計したチャネルにスケーリングを施したInGaSb HEMTの試作を行い、fT=301 GHzの特性を得た。シミュレーションと実験の両面から遅延時間解析を行い、fTの向上には更なる寄生インピーダンスの低減が必要であることを明らかにした。そこで、寄生インピーダンスを低減するための低選択比エッチャントの開発を行なった。今後は、低選択比エッチャントやダブルリセス構造に最適化したエピ構造、μeをさらに増加させるためのステップバッファ構造やコンポジットチャネル、2次元電子濃度を増加させるためのダブルドープ構造などの検討を行う。

The ultimate performance of the technology field is the development of the technology field and the development of the technology field. In this study, we optimized the design of the structure of InGaSb cluster, and demonstrated the characteristics of the cluster structure under the condition that the highest number of interruption cycles is high and the noise index is low. The performance of Sb semiconductor is limited to all kinds of semiconductor structures, such as high speed, low noise, low voltage, etc., and the influence of high speed, low noise, low voltage, etc. This is the first time that a semiconductor company has opened up a new academic field. The SPICE system and the quantum correction system (QC-MC) system are closely considered. The growth conditions of AlSb/GaSb layers in the early stage of growth are discussed, and the conditions of low electron mobility and upward electron mobility are presented. The characteristics of QC-MC at fT=301 GHz were obtained during the trial operation of InGaSb HEMT. The analysis of the delay time in the implementation of the plan, the upward revision of the plan, the reduction of the plan, and the upward revision of the plan. The low selection ratio and development of parasitic drugs In the future, the optimization of the structure with low selectivity will be discussed, and the structure with low selectivity will be optimized.

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Device Performances and Delay Time Analysis of GaInSb-Channel HEMTs Scaled to Epitaxial Structures

外延结构的 GaInSb 沟道 HEMT 的器件性能和延迟时间分析

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
Proc. Compound Semiconductor Week 2021 (CSW2021)
影响因子：
0
作者：
Y. Isomae;N. Kishimoto;T. Hayashi;M. Kunisawa;I. Watanabe;Y. Yamashita;R. Machida;S. Hara;A. Kasamatsu;A. Endoh and H. I. Fujishiro
通讯作者：
A. Endoh and H. I. Fujishiro

Effect of Strain in Channel on Electron Transport Properties of Ga1-xInxSb HEMT Structures with Strained-Al0.40In0.60Sb/Al0.25In0.75Sb Stepped Buffer

沟道应变对具有应变 Al0.40In0.60Sb/Al0.25In0.75Sb 阶梯缓冲的 Ga1-xInxSb HEMT 结构电子传输性能的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Hatori;N. Kishimoto;M. Hiraoka;Y. Endoh;K. Osawa;T. Hayashi;Y. Kemmochi;R. Machida; I. Watanabe;Y. Yamashita;S. Hara;A. Kasamatsu;A. Endoh and H. I. Fujishiro
通讯作者：
A. Endoh and H. I. Fujishiro

AlSb/GaSbバッファがGaInSb HEMTの電気的特性に与える影響

AlSb/GaSb 缓冲剂对 GaInSb HEMT 电特性的影响