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窒化ガリウム結晶及びデバイスにおける貫通転位に起因した漏れ電流発生機構の解明

阐明氮化镓晶体和器件中穿透位错引起的漏电流产生机制

基本信息

批准号：
20J10170
负责人：
濱地威明
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J10170/
关键词：
窒化ガリウム貫通転位電流漏れショットキー接触転位構造解析電気伝導機構らせん転位バーガースベクトル電流漏れ現象透過電子顕微鏡多光子励起フォトルミネッセンス顕微鏡ナノビームX線回折転位伝播様式

项目摘要

NaフラックスGaN基板上にハイドライド気相成長で育成したGaN基板を対象に、前年度までに確立した技術により、多数の単独貫通転位にショットキー接触を作製し、電流-電圧-温度（I-V-T）特性を計測・解析した。特に、前年度解明された貫通転位のエッチピットとバーガースベクトル（b）の一対一対応関係を活用し、過去に漏れ電流源となることが報告されているらせん転位及び混合転位を選択的に評価した。室温I-V測定の結果、大多数のらせん・混合転位では漏れ電流が比較的抑制されていた一方で、らせん転位の中の極少数が異常に大きな漏れ電流を生じることを見出した。I-V-T特性の解析により、この異常ならせん転位では、小さな漏れ電流を生じた他の転位とは異なる欠陥準位を介した、特異な電気伝導機構で電流が生じていることが明らかとなった。透過電子顕微鏡及び多光子励起顕微鏡により、(i)大きな電流漏れを示したらせん転位の構造的特徴及び、(ii)小さな電流漏れを示した大多数のらせん・混合転位における伝播形態と電気特性の関連性を評価した。(i)について、大きな漏れ電流を生じたらせん転位のb、コアタイプ、伝播挙動は、漏れ電流の小さな他のらせん転位と同様であり、大きな電流漏れがこれらの構造的特徴には起因しないことが示された。一方、らせん転位のヘリカル形態（振幅や周期等）は個々に多様であり、らせん転位と点欠陥の反応が高頻度かつ多様な様式で生じていたことが示唆された。これより、結晶成長過程での局所的な成長条件揺らぎが起因して、一部のらせん転位で芯部分の結晶構造が原子レベルで変異した結果、大きな漏れ電流に寄与する致命的な欠陥準位が形成されたものと推察された。(ii)について、漏れ電流の小さな多数のらせん・混合転位については、転位のbや傾斜方位等が漏れ電流度合いやショットキー障壁高さにほぼ影響しないことを明らかとした。

GaN substrate is grown on a high temperature substrate. The technology of GaN substrate has been established in the past year. The contact conditions of most of the individual through-holes have been measured and analyzed. In particular, the previous year's solution was to use a pair of pairs of current sources in the past to evaluate the selection of current and mixed current. The results of I-V measurement at room temperature show that most of them have high leakage current, and some of them have high leakage current. I-V-T characteristic analysis, abnormal current generation, leakage current generation, abnormal current generation, leakage current generation Through electron micromirrors and multiphoton excitation micromirrors,(i) large current leakage is shown in the structural characteristics of the electron beam and (ii) small current leakage is shown in the structural characteristics of the electron beam and the electron beam, and (iii) the correlation between the electron beam morphology and the electron characteristics of the electron beam and the electron beam is evaluated. (i)The characteristics of the structure of the leakage current caused by the leakage current are shown below. A party, a position, a pattern (amplitude, period, etc.), a multiple pattern, a high frequency, a multiple pattern, a multiple pattern, a multiple pattern. The growth conditions of the crystal growth process are due to the formation of a critical gap in the crystal structure of the core part of the crystal. (ii)The leakage current is small, the majority of the leakage current is small, and the leakage current is small.

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

GaN自立基板中のらせん成分を含む貫通転位部に形成したショットキー接触におけるリーク特性評価

GaN 自支撑衬底中包含螺旋成分的螺纹位错处形成的肖特基接触的泄漏特性评估

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
濱地威明;藤平哲也;林侑介;宇佐美茂佳;今西正幸;森勇介;酒井朗
通讯作者：
酒井朗

酒井研究室：研究業績

堺研究所：研究成果

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

HVPE-GaNバルク結晶における貫通転位の3次元的形態とバーガースベクトルの関係

HVPE-GaN块状晶体中穿透位错的三维形貌与Burgers矢量的关系

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yamamoto Yota;Shimobaba Tomoyoshi;Nakayama Hirotaka;Kakue Takashi;Masuda Nobuyuki;Ito Tomoyoshi;濱地威明，藤平哲也，林侑介，今西正幸，森勇介，五十嵐信行，酒井朗
通讯作者：
濱地威明，藤平哲也，林侑介，今西正幸，森勇介，五十嵐信行，酒井朗

HVPE-GaN自立基板の貫通転位におけるショットキー接触の電気特性と微細構造の一対一評価

HVPE-GaN 自支撑衬底螺纹位错肖特基接触的电学性能和微观结构的一对一评估

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
濱地威明;藤平哲也;林侑介;今西正幸;宇佐美茂佳;森勇介;酒井朗
通讯作者：
酒井朗

ナノビームX線回折によるHVPE-GaNバルク結晶における単独貫通転位周辺の局所歪解析

使用纳米束 X 射线衍射分析 HVPE-GaN 块状晶体中单螺纹位错周围的局部应变

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Suzuki Reira;Yamada Mizuki;Higaki Takumi;Aida Mitsuhiro;Kubo Minoru;Tsai Allen Yi-Lun;Sawa Shinichiro;濱地威明，藤平哲也，林侑介，宇佐美茂佳，今西正幸，森勇介，隅谷和嗣，今井康彦，木村滋，酒井朗
通讯作者：
濱地威明，藤平哲也，林侑介，宇佐美茂佳，今西正幸，森勇介，隅谷和嗣，今井康彦，木村滋，酒井朗