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講演抄録/キーワード
講演名 2017-01-27 13:25
AlGaN/GaN HEMTの電気的特性に対する保護膜残留応力依存性 ~ TCADシミュレーションによる検討 ~
大石敏之佐賀大)・山口裕太郎山中宏治三菱電機ED2016-108 MW2016-184 エレソ技報アーカイブへのリンク:ED2016-108 MW2016-184
抄録 (和) AlGaN上に形成された窒化膜保護膜(SiN)の残留応力が,GaN HEMTの電気的特性(ドレイン電流,ゲートリーク電流)に与える影響をTCADシミュレーションで検討した.SiNに圧縮または引張残留応力を与え,AlGaN,GaN中に発生する歪を計算した.さらに,この歪による分極を加え,デバイスシミュレーションでGaN HEMTの電気的特性を計算した.その結果,SiNの残留応力はドレイン電流だけでなく,ゲートリーク電流に対しても影響を与えることがわかった.まず,SiNの引張残留応力によりゲート電極下のAlGaN,GaN中に圧縮応力(YY成分)が発生し,2次元電子ガス濃度が増加した.これによりピンチオフ電圧が減少,ドレイン電流が増加した.ゲート電極と保護膜が接する境界では応力の方向が圧縮から引張に急激に変化した.このため,ゲート・ドレイン間に逆方向電圧を印加した場合,ゲート端での電界が減少し,ゲートリーク電流が減少することがわかった.SiNに圧縮残留応力を与えると,応力やドレイン電流,ゲート電流の傾向は引張の場合と逆となった. 
(英) Effects of passivation residual stress on electrical characteristics for GaN HEMTs have been studied by using a TCAD simulation. After the strain in GaN HEMTs was calculated by a process simulator, polarization charges generated from the strain were added to that generated from spontaneous and piezoelectric polarization of AlGaN and GaN. We have simulated the electrical characteristics such as drain current and gate leakage current depending on gate voltage by varying the residual stress from compressive to tensile values. In the case of the tensile residual stress in the SiN passivation on AlGaN barrier, compressive stress of YY component was observed in AlGaN and GaN layer under the gate electrodes. This compressive stress resulted to increase of the concentration of two dimensional electron gas. Therefore, the drain current increased and the pinch off voltage decreased as compared with the case without residual stress. On the other hand, the gate leakage current decreased due to the rapidly change of the stress direction around the boundary between the gate electrode and the SiN passivation. In the case of the compressive residual stress in SiN, the opposite trends were obtained for the mechanical and electrical characteristics as compared with the tensile residual stress case.
キーワード (和) GaN HEMT / 残留応力 / / ドレイン電流 / ゲート電流 / TCADシミュレーション / /  
(英) GaN HEMT / Residual stress / Strain / Drain current / Gate current / TCAD simulation / /  
文献情報 信学技報, vol. 116, no. 431, ED2016-108, pp. 63-68, 2017年1月.
資料番号 ED2016-108 
発行日 2017-01-19 (ED, MW) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
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技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034)
PDFダウンロード ED2016-108 MW2016-184 エレソ技報アーカイブへのリンク:ED2016-108 MW2016-184

研究会情報
研究会 MW ED  
開催期間 2017-01-26 - 2017-01-27 
開催地(和) 機械振興会館地下2階1号室 
開催地(英) Kikai-Shinko-Kaikan Bldg. 
テーマ(和) 化合物半導体ICおよび超高速・超高周波デバイス/マイクロ波一般 
テーマ(英) Compound Semiconductor IC and High-Speed, High-Frequency Devices / Microwave Technologies 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 ED 
会議コード 2017-01-MW-ED 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) AlGaN/GaN HEMTの電気的特性に対する保護膜残留応力依存性 
サブタイトル(和) TCADシミュレーションによる検討 
タイトル(英) Study on dependence of passivation stress for electrical characteristics of AlGaN/GaN HEMTs by TCAD simulation 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) GaN HEMT / GaN HEMT  
キーワード(2)(和/英) 残留応力 / Residual stress  
キーワード(3)(和/英) / Strain  
キーワード(4)(和/英) ドレイン電流 / Drain current  
キーワード(5)(和/英) ゲート電流 / Gate current  
キーワード(6)(和/英) TCADシミュレーション / TCAD simulation  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 大石 敏之 / Toshiyuki Oishi / オオイシ トシユキ
第1著者 所属(和/英) 佐賀大学 (略称: 佐賀大)
Saga university (略称: Saga univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 山口 裕太郎 / Yutaro Yamaguchi /
第2著者 所属(和/英) 三菱電機株式会社 (略称: 三菱電機)
Mitsubishi Electric corporation (略称: Mitsubishi Electric corp.)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 山中 宏治 / Koji Yamanaka /
第3著者 所属(和/英) 三菱電機株式会社 (略称: 三菱電機)
Mitsubishi Electric corporation (略称: Mitsubishi Electric corp.)
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講演者
発表日時 2017-01-27 13:25:00 
発表時間 25 
申込先研究会 ED 
資料番号 IEICE-ED2016-108,IEICE-MW2016-184 
巻番号(vol) IEICE-116 
号番号(no) no.431(ED), no.432(MW) 
ページ範囲 pp.63-68 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-ED-2017-01-19,IEICE-MW-2017-01-19 


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