界面電荷・歪分極エンジニアリングの併用による窒化物半導体デバイス閾値電圧制御

使用界面电荷和应变极化工程控制氮化物半导体器件的阈值电压

• 批准号: 22H01545
• 负责人: 鈴木 寿一
• 金额: $ 10.57万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01545/
• 关键词: 窒化物半導体電界効果トランジスタ; 閾値電圧制御; 界面電荷エンジニアリング; 分極エンジニアリング

AlGaN/GaNヘテロ構造電界効果トランジスタなど窒化物半導体トランジスタの作製プロセス技術において、界面電荷エンジニアリングと歪分極エンジニアリングを併用するためには、半導体表面に対する成膜に際し、界面電荷を制御しつつ半導体内部に歪勾配を与える手法を見出すことが重要である。そこで、様々な種類の成膜が可能となるように原子層堆積装置の改造を行った。これにより、酸化膜に加えて窒化膜や酸窒化膜の成膜が可能となる。また、GaN系半導体表面に形成した構造が半導体内部の電気特性に与える影響を評価する手法の検討を行った。特に、半導体表面にオーミック金属を形成した場合には、特性評価のために注入する電流が半導体側と金属側に分配されて流れるため、半導体内部のみの電気特性を抽出することは容易ではなかった。検討の結果、従来のエンドコンタクト抵抗法とフローティングコンタクト抵抗法に加え、多端子ホール素子測定法が有効であることが明らかとなった。さらに、高周波帯におけるフローティングコンタクトインピーダンス測定を検討した結果、この測定が半導体中の空乏層長を直接評価することに有効であることがわかった。これらの評価手法によって、表面にオーミック金属が形成されているAlGaN/GaNヘテロ構造やn型GaNにおいて、金属によって加えられた歪勾配に由来する分極ドーピングが起源であると考えられるキャリア濃度増加や空乏層長減少が生じていることがわかった。

AlGaN/GaN structure electrical field effect, interface charge, polarization, polarization, The type of film formation is possible to modify atomic layer deposition devices. The film formation of acid film and acid film is possible. Discussion on the formation and evaluation of GaN semiconductor surface structure on the electrical characteristics of semiconductor interior In particular, the semiconductor surface can be easily extracted by injecting current into the semiconductor surface and metal surface. The results of the investigation show that the method of resistance and the method of multi-terminal element determination are effective. The results of the measurement of the depletion layer length in semiconductors are discussed in detail. The evaluation method includes the formation of AlGaN/GaN metal structure, the addition of metal structure, the origin of polarization, the increase of metal concentration, the decrease of vacancy layer length, and the formation of AlGaN/GaN metal structure.