权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Low-energy fabrication process of trench structure to Gallium Nitride utilizing Photo-Electrochemical reaction and application to vertical transistor

利用光电化学反应制备氮化镓沟槽结构的低能耗工艺及其在垂直晶体管中的应用

基本信息

批准号：
20J14520
负责人：
渡久地政周
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Hokkaido 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

项目摘要

本年度は「光電気化学（PEC）反応を利用した窒化ガリウム（GaN）の低損傷トレンチ加工と縦型トランジスタ応用」という研究目的達成のため、昨年度に引き続き、主に以下の2点に着目して活動へ取り組んだ。1 PECエッチングのデバイスプロセス適合性の向上PECエッチングのデバイスプロセス適合性向上のため、基板上へ陰極を作製し、光励起により発生した電子を溶液中へ回収させる機構を作成することで、PECエッチングのコンタクトレス化（Contactless PEC: CL-PEC）を達成した。これにより、装置の大幅な簡略化が可能となった。また、これまで使用されなかったリン酸をベースとしたエッチング液を開発することで、マスクとしてポジ型のフォトレジストマスクの使用を可能とし、さらなる適合性向上を実現した。こうして開発した系は、デバイスプロセスへ直接適用できる高い適合性と低損傷かつ高制御性を含んだ高品質なエッチング特性を両立しており、研究目的の達成へ向けて前進した。2 ヘテロ界面において発生する特異的現象を利用した高品質なエッチング技術の開発窒化物半導体であるAlGaNとGaNのヘテロ接合基板に対して、CL-PECエッチングを行った際に発生する「自己停止現象」を利用したエッチング技術の開発を行った。その結果、AlGaN/GaNのヘテロ界面においてAlGaNの膜厚を数nmレベルで制御できるエッチング技術を開発した。この技術を用いて作製されたリセスゲート型AlGaN/GaN高電子移動度トランジスタ（HEMTs）は、未加工面をゲートとしたプレーナーHEMTsと比較して、閾値電圧の均一性向上（標準偏差σ=69.2 mV → 5.46 mV）をはじめとした各種電気的特性の改善が見られた。以上の結果に関して、民間企業との共同研究を通じた特許化・製品化や、学術雑誌への掲載、国際学会での招待講演等が行われた。

This year, the research goal of "PEC reaction utilization, low damage processing and application of GaN" was achieved. Last year, the two main activities were organized. 1. PEC: Contactless PEC: CL-PEC: The device can be greatly simplified. The use of this type of liquid is possible and the suitability of the liquid is improved. The development of this technology is based on direct application, high adaptability, low damage, high resistance, high quality, high performance, and the achievement of research objectives. 2. Self-stop phenomenon occurs during the development of high quality semiconductor technology using AlGaN and GaN bonded substrates. As a result, AlGaN/GaN interface technology has been developed with AlGaN film thickness of several nm. This technology is used to control the high electron mobility of AlGaN/GaN (HEMTs). The uniformity of threshold voltage is improved (standard deviation σ=69.2 mV → 5.46 mV). The above results are related to joint research by private enterprises, franchising and productization, publication of academic journals, and reception lectures by international societies.

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）

Fabrication of Recessed-Gate AlGaN/GaN HEMTs by Low-Damage Contactless Photo-Electrochemical (CL-PEC) Etching

通过低损伤非接触式光电化学 (CL-PEC) 蚀刻制造凹栅 AlGaN/GaN HEMT

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masachika Toguchi;Kazuki Miwa;Fumimasa Horikiri;Noboru Fukuhara;Yoshinobu Narita;Osamu Ichikawa;Ryota Isono;Takeshi Tanaka;and Taketomo Sato
通讯作者：
and Taketomo Sato

Photo-Electrochemical Etching and Porosification of Ⅲ-Nitride Semiconductors

Ⅲ族氮化物半导体的光电化学刻蚀和多孔化

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
T.Sato;M.Toguchi
通讯作者：
M.Toguchi

n+GaN基板上n-GaN層の光電気化学(PEC)エッチング時のカソード電極

n+GaN 衬底上的 n-GaN 层光电化学 (PEC) 蚀刻过程中的阴极电极

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
坂本貴章;大多哲史;平野陽豊;二川雅登;福原昇，堀切文正，渡久地政周，三輪和希，大神洸貴，佐藤威友
通讯作者：
福原昇，堀切文正，渡久地政周，三輪和希，大神洸貴，佐藤威友

Depth profiling of surface damage in n-type GaN induced by inductively coupled plasma reactive ion etching using photo-electrochemical techniques

使用光电化学技术对感应耦合等离子体反应离子蚀刻引起的 n 型 GaN 表面损伤进行深度分析

DOI：
10.35848/1882-0786/abb787
发表时间：
2020
期刊：
Applied Physics Express
影响因子：
2.3
作者：
Yamada Shinji;Takeda Kentaro;Toguchi Masachika;Sakurai Hideki;Nakamura Toshiyuki;Suda Jun;Kachi Tetsu;Sato Taketomo
通讯作者：
Sato Taketomo

コンタクトレスエッチング光電気化学エッチングによるリセスゲート AlGaN/GaN HEMT の作製 (2)

非接触刻蚀光电化学刻蚀制备凹栅AlGaN/GaN HEMT（2）