| 講演名 | 2017-01-27 AlGaN/GaN HEMTの電気的特性に対する保護膜残留応力依存性 大石 敏之(佐賀大), 山口 裕太郎(三菱電機), 山中 宏治(三菱電機), |
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| 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． |
| 抄録(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 / 歪 / ドレイン電流 / ゲート電流 / TCADシミュレーション |
| キーワード(英) | GaN HEMT / Residual stress / Strain / Drain current / Gate current / TCAD simulation |
| 資料番号 | ED2016-108,MW2016-184 |
| 発行日 | 2017-01-19 (ED, MW) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MW / ED |
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| 開催期間 | 2017/1/26(から2日開催) |
| 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 |
| 委員長氏名（和） | 石川 容平(京大) / 前澤 宏一(富山大) |
| 委員長氏名（英） | Yohei Ishikawa(Kyoto Univ.) / Koichi Maezawa(Univ. of Toyama) |
| 副委員長氏名（和） | 九鬼 孝夫(国士舘大) / 西川 健二郎(鹿児島大) / 田島 賢一(三菱電機) / 津田 邦男(東芝) |
| 副委員長氏名（英） | Takao Kuki(Kokushikan Univ.) / Kenjiro Nishikawa(Kagoshima Univ.) / Kenichi Tajima(Mitsubishi Electric) / Kunio Tsuda(Toshiba) |
| 幹事氏名（和） | 佐藤 潤二(パナソニック) / 平野 拓一(東工大) / 鈴木 寿一(北陸先端大) / 新井 学(新日本無線) |
| 幹事氏名（英） | Junji Sato(Panasonic) / Takuichi Hirano(Tokyo Inst. of Tech.) / Toshikazu Suzuki(JAIST) / Manabu Arai(New JRC) |
| 幹事補佐氏名（和） | 關谷 尚人(山梨大) / 小野 哲(電通大) / 東脇 正高(NICT) / 大石 敏之(佐賀大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Naoto Sekiya(Univ. of Yamanashi) / Satoshi Ono(Univ. of Electro-Comm.) / Masataka Higashiwaki(NICT) / Toshiyuki Oishi(Saga Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Microwaves / Technical Committee on Electron Devices |
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| 本文の言語 | JPN |
| 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（和） | |
| 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） | 歪 / 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 |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 大石 敏之 / Toshiyuki Oishi |
| 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） | 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） | 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.) |
| 発表年月日 | 2017-01-27 |
| 資料番号 | ED2016-108,MW2016-184 |
| 巻番号（vol） | vol.116 |
| 号番号（no） | ED-431,MW-432 |
| ページ範囲 | pp.63-68(ED), pp.63-68(MW), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2017-01-19 (ED, MW) |