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Siデバイスの性能を凌駕する安価な半導体デバイスが求められている。これに向けて、高速かつ高効率動作が可能で耐圧特性に勝る化合物半導体デバイス、特に窒化ガリウム(GaN)を用いた電力制御用やミリ波・マイクロ波帯用のパワートランジスタの開発に関連する研究を進めている。具体的には、AlGaN/GaNヘテロ構造を用いた高電子移動度トランジスタ(HEMT)や縦型トランジスタに注目している。HEMTの研究では、AlGaN上のGaNを選択的に除去するドライエッチング、接触抵抗の低いオーミック電極と原子層堆積法によるデバイス表面を安定化させる保護膜形成などの作製プロセス技術を開発した。これらの技術を用いて、p型GaNゲートをHEMT上に形成して、ノーマリオフ動作を実現した。次にGaNの物性から期待される素子特性の実現を目指して、GaN基板の上に設けるバッファ層がHEMT特性に及ぼす影響を、素子周囲に設けたサイドゲートからの変調で明らかにした。一方、縦型トランジスタの実現には低抵抗なp型GaN層が必須であり、レーザー照射によりアクセプタ不純物を活性化させる研究を進めている。今後は、縦型スーパー接合構造の形成を検討し、高電圧動作デバイスの実現を図る。
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