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研究内容
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
論文
- NABATAME, Toshihide. Characteristics of Several High-k Gate Insulators for GaN Power Device. ECS Transactions. (2019) 109-117 10.1149/09204.0109ecs
- IROKAWA, Yoshihiro, MITSUISHI, Kazutaka, NABATAME, Toshihide, KIMOTO, Koji, KOIDE, Yasuo. Investigation of intermediate layers in oxides/GaN(0001) by electron microscopy. JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS. 57 [11] (2018)
- Yoshihiro Irokawa, Toshihide Nabatame, Tomomi Sawada, Manami Miyamoto, Hiromi Miura, Kazuhito Tsukagoshi, Yasuo Koide. Communication—A Powerful Method to Improve Dielectric/GaN Interface Properties: A Dummy SiO2 Process. ECS Journal of Solid State Science and Technology. 13 [8] (2024) 085003 10.1149/2162-8777/ad6fd2 Open Access
書籍
- Nobuyuki Matsuki, Yoshitaka Nakano, Yoshihiro Irokawa, Mickael Lozach, Masatomo Sumiy. Transparent Conducting Polymer/Nitride Semiconductor Heterojunction Solar Cells. SOLAR CELLS - NEW ASPECTS AND SOLUTIONS. InTech, 2011, 307-324. 10.5772/20976
- 色川 芳宏, T. Morikawa, K. Aoki, S. Kosaka, T. Ohwaki, Y. Taga. 光化学反応解析と中間生成物について. 会報 光触媒. , 2006, 21-28.
会議録
- Toshihide Nabatame, Tomomi Sawada, Yoshihiro Irokawa, Yasuo Koide, Kazuhito Tsukagoshi. (Invited) Characteristics of GaN/High-k Capacitors Under Positive Bias Stress. ECS Transactions. 112 [1] (2023) 109-117 10.1149/11201.0109ecst
- IROKAWA, Yoshihiro. Characterization of the metal-semiconductor interface of Pt-GaN diode hydrogen sensors. MATERIALS SCIENCE FORUM. (2013) 473-476
- IROKAWA, Yoshihiro. Hydrogen sensors based on GaN diodes: The sensing mechanism. Proceedings of IEEE SENSORS 2012 . (2012) 9999-1-9999-4
口頭発表
- Masahiro HARA, NABATAME, Toshihide, SAWADA, Tomomi, 宮本 真奈美, 三浦 博美, IROKAWA, Yoshihiro, Tsunenobu Kimoto, KOIDE, Yasuo. Crystal-face-dependent electron trapping behavior under high-field stress in Al2O3/GaN MOS structures fabricated through a dummy SiO2 process. 12th International Workshop on Nitride Semiconductors. 2024
- 秩父重英, 嶋紘平, 上殿明良, 石橋章司, Hiroko Iguchi, Tetsuo Narita, Keita Kataoka, 田中亮, 高島信也, 上野勝典, 江戸雅晴, 渡邉浩崇, 田中敦之, 本田善央, 須田淳, 天野浩, 加地徹, NABATAME, Toshihide, IROKAWA, Yoshihiro, KOIDE, Yasuo. Capture coefficients for minority carriers of the major midgap recombination centers in the state-of-the-art GaN substrates, epitaxial layers, and Mg-implanted layers. 12th International Workshop on Nitride Semiconductors. 2024
- NABATAME, Toshihide, SAWADA, Tomomi, IROKAWA, Yoshihiro, 宮本 真奈美, 三浦 博美, KOIDE, Yasuo, TSUKAGOSHI, Kazuhito. Improved electrical properties of -Ga2O3/Al2O3/Pt capacitors with modified Ga2O3. The 2024 Fall Meeting of the European Materials Research Society (E-MRS). 2024
その他の文献
- TAKEGUCHI, Masaki, OKUNO, Hanako, MITSUISHI, Kazutaka, IROKAWA, Yoshihiro, SAKUMA, Yoshiki, FURUYA, Kazuo. Electron Holography Observation of AlInGaN/GaN Heterointerfaces. Proceedings of The 9th Asia-Pacific Conference on Electron Microscopy. (2009) 255-256
- TAKEGUCHI, Masaki, OKUNO, Hanako, IROKAWA, Yoshihiro, SAKUMA, Yoshiki, FURUYA, Kazuo. Electron holography observation of AlGaN/GaN and AlInGaN/GaN heterointerfaces. the Activity Report of the JSPS 141st Committee. (2008) 1-3
- OKUNO, Hanako, TAKEGUCHI, Masaki, MITSUISHI, Kazutaka, IROKAWA, Yoshihiro, SAKUMA, Yoshiki, FURUYA, Kazuo. Local characterizations of quaternary AlInGaN/GaN heterostructures using TEM and HAADF-STEM. The activity Report of the JS`S 141st Commitee. (2007) TuP-19- TuP-19
所属学会
応用物理学会
電子・光機能材料研究センター
半導体素子信頼性評価
半導体電子素子,窒化物半導体,水素,雰囲気ガス
概要
半導体素子の特性が測定雰囲気ガスに応じて変化することは古くから知られている。しかしながら、そのメカニズムについて推測はされているが、確定したものは未だに存在しない(界面に存在する電気二重層起因のモデルが提案されている)。一方、半導体材料として窒化物半導体を用いたデバイスは実用化が進んでおり、その信頼性向上は重要である。本研究では、窒化物半導体デバイスの信頼性向上のために、環境雰囲気やデバイス材料物性等がデバイス特性に与える影響を調べる。これまでの研究から、半導体界面に存在する絶縁膜の物性変化が重要な役割を果たしていることが明らかになっており、今後の研究で詳細を調べる。
新規性・独創性
● 実験結果を忠実に再現するモデルの提案、高感度水素センサの開発
内容
電極と半導体界面間に形成される電気二重層の存在を確認するために実験的・理論的手法の両面から取り組んだ。図1にそれぞれ窒素および水素雰囲気中において、Pt-AlGaN/GaNショットキーダイオードをインピーダンス測定した結果得られたナイキストプロットを示す。図1より、水素導入後においても、電気二重層の存在に伴うRC成分を示す新たな半円が現れないことがわかる。また、図2に第一原理計算によって得られたPd-SiO2界面の面内平均ポテンシャルの深さ方向分布を示す。図2より、水素吸着前後で面内平均ポテンシャルに大きな変化が見られない。以上の結果より、界面において水素が電気二重層を形成することは考えにくい。次に、Pt-GaNショットキーダイオードの電極と半導体界面に様々な絶縁膜を挿入して水素応答を調べた。その結果、挿入する絶縁膜の種類によって、水素応答が大きく変化することがわかった。さらに、Pt-SiO2-GaNダイオードの電流輸送機構を解析した結果、窒素中ではFowler-Nordheim tunnelingであったが、水素中ではPool-Frenkel emissionに変化した。この結果より、水素による絶縁膜の物性変化が本質的であることが予想される。
まとめ
得られた成果は、半導体デバイスの信頼性向上以外に高性能水素センサの実現にも応用可能と考えられる。今後は提案するメカニズムの詳細な検討等を行い、半導体デバイスの信頼性向上のための知見を得るとともに高性能水素センサの実現も目指す。