講演名 2008-11-28
HfO_2/AlGaN/GaN MOSFETのデバイスシミュレーション : HfO_2/AlGaN界面の影響(窒化物半導体光・電子デバイス・材料,及び関連技術,及び一般)
林 慶寿, 杉浦 俊, 岸本 茂, 水谷 孝,
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抄録(和) HfO_2/AlGaN/GaN MOSFETのシミュレーションを行い、デバイスの動作機構の解明及び界面トラップのデバイス特性への影響の評価を行った。V_を大きくすると最初g_mは増加するが、V_をさらに大きくするとg_mは低下した。これは、HfO_2/AlGaN界面にチャネルが形成され、HfO_2/AlGaN界面の電気特性が良くないためである。また、HfO_2/AlGaN界面にDonor型のトラップが存在する場合についてもシミュレーションを行った。この場合、しきい値電圧が負側にシフトし、g_mの低下がみられた。これはV_の増加が界面トラップへの電荷注入に費やされAlGaN/GaN界面での電荷密度変調に寄与しないためである。しきい値電圧の変化量及びg_mの低下はトラップ濃度に依存し、トラップ濃度を4x10^<11>cm^<-2>以下にすれば、しきい値シフトを0.3V以下に、g_mの低下を10%以下に抑えることができることが明らかになった。
抄録(英) Two-dimensional device simulations of HfO_2/AlGaN/GaN MOSFETs have been carried out to investigate the operation mechanism and the effects of interface traps on the device characteristics. First, devices without the traps were studied. Although the transconductance increases with increase in the gate voltage for small V_, it decreases for larger V_. This is because a 2nd channel is formed at HfO_2/AlGaN interface where the electron velocity is rather low. Next, simulations for devices with donor type traps at HfO_2/AlGaN interface have been performed. The shift of the threshold voltage to the negative direction and the decrease in g_m different from previous g_m decrease are observed. The g_m decrease is caused because the increase of V_ is expended to increase the trapped electrons and can not change the electron density at the AlGaN/GaN interface. Amounts of the threshold voltage shift and the g_m decrease are dependent on the trap concentration. It has been shown that if the trap concentration is less than 3.5x10^<11>cm^<-2>, the threshold voltage shift is less than 0.3V and the g_m decrease is less than 10%.
キーワード(和) HfO_2/AlGaN/GaN MOSFET / デバイスシミュレーション / 界面トラップ
キーワード(英) HfO_2/AlGaN/GaN MOSFET / device simulation / interface trap
資料番号 ED2008-175,CPM2008-124,LQE2008-119
発行日

研究会情報
研究会 ED
開催期間 2008/11/20(から1日開催)
開催地(和)
開催地(英)
テーマ(和)
テーマ(英)
委員長氏名(和)
委員長氏名(英)
副委員長氏名(和)
副委員長氏名(英)
幹事氏名(和)
幹事氏名(英)
幹事補佐氏名(和)
幹事補佐氏名(英)

講演論文情報詳細
申込み研究会 Electron Devices (ED)
本文の言語 JPN
タイトル(和) HfO_2/AlGaN/GaN MOSFETのデバイスシミュレーション : HfO_2/AlGaN界面の影響(窒化物半導体光・電子デバイス・材料,及び関連技術,及び一般)
サブタイトル(和)
タイトル(英) Device simulation of HfO_2/AlGaN/GaN MOSFET : effects of HfO_2/AlGaN interface
サブタイトル(和)
キーワード(1)(和/英) HfO_2/AlGaN/GaN MOSFET / HfO_2/AlGaN/GaN MOSFET
キーワード(2)(和/英) デバイスシミュレーション / device simulation
キーワード(3)(和/英) 界面トラップ / interface trap
第 1 著者 氏名(和/英) 林 慶寿 / Yoshihisa HAYASHI
第 1 著者 所属(和/英) 名古屋大学工学研究科
Department of Quantum Engineering, Nagoya University
第 2 著者 氏名(和/英) 杉浦 俊 / Shun SUGIURA
第 2 著者 所属(和/英) 名古屋大学工学研究科
Department of Quantum Engineering, Nagoya University
第 3 著者 氏名(和/英) 岸本 茂 / Shigeru KISHIMOTO
第 3 著者 所属(和/英) 名古屋大学工学研究科
Department of Quantum Engineering, Nagoya University
第 4 著者 氏名(和/英) 水谷 孝 / Takashi MIZUTANI
第 4 著者 所属(和/英) 名古屋大学工学研究科
Department of Quantum Engineering, Nagoya University
発表年月日 2008-11-28
資料番号 ED2008-175,CPM2008-124,LQE2008-119
巻番号(vol) vol.108
号番号(no) 321
ページ範囲 pp.-
ページ数 6
発行日