AlGaN/GaN Power Transistors for power switching applications

摘要

従来の方法では実現困難であったノーマリオフ化と低オン抵抗化を両立させる為に、ホール注入による伝導度変調を用いた新しい原理に基づいて動作するGaNパワートランジスタ(Gate Injection Transistor : GIT)を開発した。 また、デバイスゲート端での局所発熱を放散させる為に新規にAlNパッシベーション技術を開発した。 GITはAlGaN/GaN FETのゲート部に形成したp型ゲートによりゲート直下のチャネル部の電位を持ち上げて電子を枯渇させノーマリオフ特性を実現する。 さらにp型ゲートからチャネル部へホール注入させることによりチャネル部の伝導度を変調させてチャネル抵抗を低減させる。 これらによりノーマリオフかつ低オン抵抗なGaNトランジスタを実現可能にした。 Si基板上に作製したGITはしきい値が+1.0Vと良好なノーマリオフ特性を示し、最大ドレイン電流200mA/mm、オン抵抗2.6mΩcm~2、耐圧640Vを得た。 これまでに報告されたノーマリオフ型GaNトランジスタの中で最も優れた値を得ることができた。