リセスゲートAlGaN／GaN－HEMTの高周波特性

摘要

AlGaN／GaNヘテロ構造を用いるAlGaN／GaN－HEMTは，高速動作の2次元電子の特性と，ワイドギャップの材料特性から，高周波，大電力性能が期待され，マイクロ波からミリ波帯に至る無線通信システムなどの次世代キーデバイスとして期待されている．開発したリセスゲートAlGaN／GaN－HEMTはソース抵抗を低減できる，安定動作が期待できるなどの特徴をもっている．サファイア基板上に作成した0.5μmゲート長のHEMTにおいて，DC特性はキンク効果ヤ電流コラブスもなく，相互コンダクタンス（g_m）が327mS／mmであった．また，AlGaN／GaNヘテロ構造における，AlGaN中のAl組成比の検討，及び，リセスゲート形成時のドライエッチング法による，表面ダメージの検討を行った．ゲート電極の断面がT型で，ゲート長が0.15μmのHEMTを試作したところ，最大のg_mが450mS／mmという極めて良好な特性を示したとともに，遮断周波数（f_T）が60GHzであった．また，高ドレーン電圧に対する安定動作を検討し，リセスゲート構造が高信頼動作に有効であることを見出した．