【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.02】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24KT2452

利用課題名 / Title

自立GaN基板上のオーミック電極の形成

利用した実施機関 / Support Institute

京都大学 / Kyoto Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

ワイドギャップ半導体/ Wide gap semiconductor,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

澤田 達郎

所属名 / Affiliation

京セラ株式会社

共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes

佐藤翔太

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters in the Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術相談/Technical Consultation

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

KT-237：赤外線ランプ加熱装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

広いバンドギャップを持つ窒化ガリウム（GaN）は、従来の半導体材料であるシリコンに比べて高い絶縁破壊強度を有するため、高効率パワー半導体デバイスの材料として期待されており、GaN を用いた電子デバイス（トランジスタやショットキーバリアダイオード）の研究が盛んにおこなわれている。
現在、600V系のGaN HEMTデバイスが各メーカより市販されている。より高出力のアプリケーション機器に対応するためにはより高耐圧のデバイスが必要となるが、高耐圧素子にて高い信頼性を得るためには従来のGaN on Siよりも高品質なGaN結晶上にデバイスを作製することが求められる。今回、自立GaN基板上にオーミック電極を形成し特性評価を行ったので、報告する。

実験 / Experimental

市販のGaN基板（HEMTエピ構造あり）を有機洗浄、及びバッファードフッ酸による洗浄を行った後、蒸着装置にてTi/Al/Ni/Auの成膜を行った（パターンはリフトオフ法により形成）。
次に、京都大ナノハブにある熱処理装置（赤外線ランプ加熱装置、KT-237）を用いて、オーミックアニールを実施した。
尚、熱処理は、サセプタ中央部で850℃になるようPV設定温度を827℃に設定した。また、昇温速度は7℃/secで行った。
その後、GaN基板表面に作製した電極パターンにてI-V測定を実施し、TLM（Transmission Line Model）法によりコンタクト抵抗を評価した。

結果と考察 / Results and Discussion

図-１に、熱処理後の電極表面の顕微鏡写真を示す。電極表面は熱処理後、合金化により表面状態が変わっていることが確認出来る。
また、図-2に、TLMパータンのI-V特性を示す。熱処理後、オーミック特性になっていることが確認され、パターン間距離(d)に応じて抵抗値が変わっていることが分かる。
このI-V特性からコンタクト抵抗を算出すると、2.2E-5[Ω・cm²]となり、比較的良好な抵抗値になることが確認出来た。
今後は、熱処理条件やオーミック電極の最適化検討を行い、コンタクト抵抗の低減を図ってゆく。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図-1.熱処理後のオーミック電極

図-2.TLMパターンのI-V特性

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件