| 講演名 | 2024-01-31 ［招待講演］プラズマ支援原子層堆積法で形成したAlN界面層を用いたAlSiO/p-GaN MOSFETの分極制御 伊藤 健治(豊田中研), 成田 哲生(豊田中研), 井口 紘子(豊田中研), 岩崎 四郎(豊田中研), 菊田 大悟(豊田中研), 狩野 絵美(名大), 五十嵐 信行(名大), 冨田 一義(名大), 堀田 昌宏(名大), 須田 淳(名大), |
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| 抄録(和) | AlSiO/p型GaN MOSFETにプラズマ支援原子層堆積法で形成したAlN界面層を導入することで, 分極電荷を用いたしきい電圧制御を実現した. 断面の透過電子顕微鏡観察から, AlN界面層が結晶性を有し、GaN格子に対して配向することがわかった. すなわち, AlGaN/GaNヘテロ構造と同様、AlN/GaN界面には正の分極電荷が誘起される. AlN界面層膜厚を増加させると、分極電荷から生じる電界に従ってしきい電圧は低下した. チャネル層のMgドーピング濃度の増加によって, しきい電圧は正に調整可能である. 一方, AlN界面層の導入によって正バイアス下でのしきい電圧不安定性は0.05 V以下まで抑制された. AlN膜厚とMg濃度によって, しきい電圧を−3〜5 Vの範囲で精密に制御し, AlN界面層のないMOSFETと比べて移動度を大幅に向上させることができた. |
| 抄録(英) | Polarization engineering by AlN interlayers (AlN-ILs) deposited via plasma-enhanced atomic layer deposition was demonstrated in AlSiO/p-type GaN MOSFETs. Transmission electron microscopy observations revealed that the AlN-ILs were grown on GaN epitaxially and therefore could induce polarization charges, similar to AlGaN/GaN. The decrease in the threshold voltage (Vth) with increasing AlN-IL thickness corresponded to the polarization charge density. In addition, insertion of the AlN-IL suppressed the positive bias instability by less than 0.05 V. By controlling the AlN-IL thickness and the channel p-type doping, we controlled the Vth in the range from −3 to 5 V and achieved enhanced channel mobility compared with that for the corresponding MOSFET without an AlN-IL. |
| キーワード(和) | GaN / MOSFET / 分極電荷 / 原子層堆積 / AlN |
| キーワード(英) | GaN / MOSFET / Polarization Charge / Atomic Layer Deposition / AlN |
| 資料番号 | SDM2023-75 |
| 発行日 | 2024-01-24 (SDM) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SDM |
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| 開催期間 | 2024/1/31(から1日開催) |
| 開催地（和） | 金沢工業大学大学院 虎ノ門キャンパス |
| 開催地（英） | KIT Toranomon Graduate School |
| テーマ（和） | 先端デバイス・ プロセス技術（IEDM特集） |
| テーマ（英） | Advanced semiconductor devices and processes (Special feature on IEDM) |
| 委員長氏名（和） | 大見 俊一郎(東工大) |
| 委員長氏名（英） | Shunichiro Ohmi(Tokyo Inst. of Tech.) |
| 副委員長氏名（和） | 宇佐美 達矢(ラピダス) |
| 副委員長氏名（英） | Tatsuya Usami(Rapidus) |
| 幹事氏名（和） | 諏訪 智之(東北大) / 野田 泰史(パナソニック) |
| 幹事氏名（英） | Tomoyuki Suwa(Tohoku Univ.) / Taiji Noda(Panasonic) |
| 幹事補佐氏名（和） | 細井 卓治(関西学院大) / 二瀬 卓也(ウエスタンデジタル) |
| 幹事補佐氏名（英） | Takuji Hosoi(Kwansei Gakuin Univ.) / Takuya Futase(Western Digital) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Silicon Device and Materials |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ［招待講演］プラズマ支援原子層堆積法で形成したAlN界面層を用いたAlSiO/p-GaN MOSFETの分極制御 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | [Invited Talk] Polarization Engineering in AlSiO/p-type GaN MOSFETs Using AlN Interlayers Formed by Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposition |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | GaN / GaN |
| キーワード(2)（和/英） | MOSFET / MOSFET |
| キーワード(3)（和/英） | 分極電荷 / Polarization Charge |
| キーワード(4)（和/英） | 原子層堆積 / Atomic Layer Deposition |
| キーワード(5)（和/英） | AlN / AlN |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 伊藤 健治 / Kenji Ito |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 株式会社 豊田中央研究所(略称：豊田中研) Toyota Central R&D Labs., Inc.(略称：Toyota Central R&D) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 成田 哲生 / Tetsuo Narita |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 株式会社 豊田中央研究所(略称：豊田中研) Toyota Central R&D Labs., Inc.(略称：Toyota Central R&D) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 井口 紘子 / Hiroko Iguchi |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 株式会社 豊田中央研究所(略称：豊田中研) Toyota Central R&D Labs., Inc.(略称：Toyota Central R&D) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 岩崎 四郎 / Shiro Iwasaki |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 株式会社 豊田中央研究所(略称：豊田中研) Toyota Central R&D Labs., Inc.(略称：Toyota Central R&D) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 菊田 大悟 / Daigo Kikuta |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 株式会社 豊田中央研究所(略称：豊田中研) Toyota Central R&D Labs., Inc.(略称：Toyota Central R&D) |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 狩野 絵美 / Emi Kano |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 第 7 著者 氏名（和/英） | 五十嵐 信行 / Nobuyuki Ikarashi |
| 第 7 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 第 8 著者 氏名（和/英） | 冨田 一義 / Kazuyoshi Tomita |
| 第 8 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 第 9 著者 氏名（和/英） | 堀田 昌宏 / Masahiro Horita |
| 第 9 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 第 10 著者 氏名（和/英） | 須田 淳 / Jun Suda |
| 第 10 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 発表年月日 | 2024-01-31 |
| 資料番号 | SDM2023-75 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | SDM-375 |
| ページ範囲 | pp.5-8(SDM), |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2024-01-24 (SDM) |