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pn接合を有するGaN系パワー半導体の電流リーク機構に関する研究

p-n结GaN基功率半导体漏电流机理研究

基本信息

批准号：
18J12845
负责人：
宇佐美茂佳
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

GaNのパワー半導体デバイス応用に際して貫通転位の影響調査が必須である。本研究は転位に関してほぼ調査されていないpnダイオードに着目し、高電界印加時にリーク電流を発生させる貫通転位の特定と、特定の転位をリーク源とする要因に関して調査を行った。前年度までにエミッション顕微鏡、エッチピット法、STEM観察を組み合わせることでリークを引き起こす貫通転位種を螺旋転位と特定したが、その後の成長条件依存性の調査からナノパイプもリーク源となることが明らかとなった。しかしながら、全ての螺旋転位、ナノパイプがリークを発生するわけではなく、リークしない螺旋転位、ナノパイプが存在することが同時に示された。何がリークを決定させる要因なのかが分かれば、転位でのリークを根本から解消することも可能と考えられる。本研究では、まず転位と転位周りの不純物に着目し3次元アトムプローブ（3DAP）にて調査を行った。エッチピット法では転位種を反映してその形状が変化するため、転位種を形状で分類できる。現時点で螺旋転位と判定されているエッチピット形状のうち、リークに寄与するものと寄与しないものの２つを選定し、n型ドリフト層内における転位周りの不純物を3DAPにて分析した。リークへの寄与に関わらずMgが転位に沿って上部のp層から拡散している様子が観察された。それ以外の不純物（O、C）は検出下限以下であった。ゆえに、リークと転位周りの不純物に相関はなく、リークを決定する要因が不純物でないことが示された。本成果はp層からのMg拡散とリークとの関係を否定するものであり、pn接合を有するデバイスに有用な知見と言える。不純物以外に転位をリーク源とする要因としては、転位の持つバーガースベクトル、転位のコア構造、転位周りの点欠陥または転位の伝搬角度の差等が候補として考えられ、ナノパイプ含め引き続き調査が必要である。

The investigation of the influence of GaN on semiconductor devices is necessary. This study focuses on the investigation of the key causes of the occurrence of high voltage current in the high voltage field. The previous year's investigation of the dependence of growth conditions on micro-mirrors, micro-mirrors, STEM observation, and other methods All spiral positions, all spiral positions, all spiral positions. The reason for this decision is that it is necessary to consider the possibility of a fundamental solution. In this study, we investigated the impurities in the three dimensional space (3DAP). The shape of the body is different from the shape of the body. At present, the spiral position of the point is determined. The shape of the point is determined. The impurity in the point is analyzed by DAP. The upper part of the p-layer is surrounded by a thin layer of metal. Impurities other than O and C are below the lower limit. The impurity is related to the impurity, and the impurity is determined by the impurity. This work is useful for understanding the relationship between p-layer Mg dispersion and pn junction. In addition to impurities, the main reasons for the change of position, the change of position, the change of position structure, the change of position angle, etc. are candidates for investigation.

项目成果

期刊论文数量（0）

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 自立基板上pn ダイオード逆方向リーク電流の成長条件依存性II

GaN自支撑衬底上PN二极管反向漏电流的生长条件依赖性II

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
宇佐美茂佳;福島颯太;安藤悠人;田中敦之;久志本真希;出来真斗;新田州吾;本田善央;天野浩
通讯作者：
天野浩

Screw dislocations and nanopipe generation in a MOVPE-grown homoepitaxial layer on freestanding GaN substrates and the electrical influence on vertical p－n diodes

独立式 GaN 衬底上 MOVPE 生长的同质外延层中螺旋位错和纳米管的生成以及对垂直 p－n 二极管的电学影响

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shigeyoshi Usami;Atsushi Tanaka;Hayata Fukushima;Yuto Ando;Manato Deki;Maki Kushimoto;Shugo Nitta;Yoshio Honda;Hiroshi Amano
通讯作者：
Hiroshi Amano

深堀メサ型GaN縦型pnダイオード絶縁破壊電界の貫通転位密度依存性

深台面型GaN垂直pn二极管击穿电场的穿透位错密度依赖性

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
宇佐美茂佳;田中敦之;福島颯太;安藤悠人;出来真斗;新田州吾;本田善央;天野浩
通讯作者：
天野浩

Dependency of the reverse leakage current on the MOVPE growth pressure of vertical pn diodes on a GaN free-standing substrate

GaN自支撑衬底上垂直pn二极管的反向漏电流对MOVPE生长压力的依赖性

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Usami;A. Tanaka;H. Fukushima;Y. Ando;M. Deki;M. Kushimoto;S. Nitta;Y. Honda;and H. Amano
通讯作者：
and H. Amano

Investigation of the origin of the leakage of pn diodes on a freestanding GaN substrate using 3DAP and LACBED methods

使用 3DAP 和 LACBED 方法研究独立式 GaN 衬底上 pn 二极管漏电的根源

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Usami;Y. Sugawara;Y. Yao;Y. Ishikawa;N. Mayama;K. Toda;Y. Ando;A. Tanaka;K. Nagamatsu;M. Deki;M. Kushimoto;S. Nitta;Y. Honda;and H. Amano
通讯作者：
and H. Amano