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III族窒化物/炭化珪素界面制御による高性能ヘテロ接合バイポーラトランジスタの実現

III族氮化物/碳化硅界面控制实现高性能异质结双极晶体管

基本信息

批准号：
09J05047
负责人：
三宅裕樹
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

SiCバイボーラトランジスタ(BJT)の性能向上に向けて、電流増幅率(ゲイン)の向上に取り組んだ。また、SiC BJTのさらなるゲイン向上に向けて、III族窒化物(AlGaN)をワイドギャップエミッタとして用いた、AlGaN/SiCヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)に取り組んだ。SiC BJTでは、p-SiCベース層での再結合(バルク再結合)を低減する新プロセスを考案した。具体的には、点欠陥低減に重要な、熱酸化と高温熱処理プロセスを組み合わせた、深い準位低減プロセスを提案し、SiC BJTに適用した。この新プロセスに加えて、ベースからエミッタまでの連続成長による界面再結合低減手法、および表面パッシベーション技術を組みあわせることで、従来の記録を大幅に上回る室温ゲイン257(Si面上)および439(C面上)を達成した。AlGaN/SiC HBTでは、AlGaN/SiC系特有の、化学結合の不整合に着目し、界面再結合電流低減、ゲイン向上に取り組んだ。SiC(0001)面上にAlGaNを成長した場合、Si-N結合ができ、化学結合の不整合が生じる。この不整合を中和すべく、AlGaN成長前のSiC表面への、CまたはSi先行照射を試みた。CおよびSiの先行照射は通電加熱式昇華セルを用いて行い、堆積したC,Siの膜厚をin-situ RHEED観察により制御した。作製したHBTのゲインは、先行照射を行わない場合、5程度であったが、2/3MLのCまたはSi堆積によって、ゲインは6.1へと改善した。一方、1MLのC堆積では2.5へ低下した。現実的には、AlGaN/SiC界面で、Al-C結合生成以外に、CがAlGaN中に取り込まれて高抵抗化することがわかり、ゲインの大幅向上は達成できなかったものの、C 2/3MLの特性では、特性改善の傾向が見られており、意図していた化学結合不整合の解消が起こったと考えている。

The performance of SiC BJT is improved, and the current amplitude is improved. The SiC BJT junction has been selected from the group consisting of AlGaN, SiC BJT and SiC BJT. SiC BJT and p-SiC layer recombination to reduce the number of new sites to consider. Specific heat treatment, thermal acidification, high temperature heat treatment, and SiC BJT This new technology is based on the combination of low reduction technique, surface modification technique and high temperature recording technique. The temperature is 257(Si surface) and 439(C surface). AlGaN/SiC HBT is unique to AlGaN/SiC system, chemical bonding is not integrated, interface recombination current is low, and the combination is upward. When AlGaN is grown on a SiC(0001) surface, Si-N bonding and unconformity of chemical bonding occur. This disconformity is neutralized, the SiC surface is irradiated before AlGaN growth, and the C and Si are irradiated first. C,Si film thickness is controlled by in-situ RHEED observation. 5 degrees, 2/3ML, and 6. 1 degrees of improvement. One side, 1ML of C stack In addition to AlGaN/SiC interface formation, C/AlGaN interface selection, high resistance, high resolution, and high resolution, C 2/3ML characteristics tend to improve.