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R-1
2016

GaN/AlGaN界面における2次元電子ガス層の電位分布観察


技術のポイント

冷却FIBと高分解能高感度ホログラフィー技術を用いて、GaN/AlGaN界面に形成される2次元電子ガス層を観察

基礎研究


背景
GaN半導体は、次世代のパワーデバイス、光デバイスとして期待されている。
良好な特性を示すデバイスを設計・作製するためには、GaN/AlGaN界面に形成される2次元電子ガス(2DEG)層の直接観察が重要である

目的
電子線ホログラフィー法を用いて、GaN/AlGaN界面に形成される2次元電子ガス層(2DEG)による電位分布を明瞭に観察するとともに、Al濃度を変化させた時の電位分布の変化も計測する

成果
(1) 冷却FIB + 低加速Arイオンミリングを用いたTEM試料作製法と 位相シフト電子線ホログラフィー技術を用いて、GaN/AlGaN界面に形成された2次元電子ガス層による電位分布を明瞭に観察
(2) Al濃度が大きくなるに従いキャリアの量が多くなり、2次元電子ガス層による電位変化も大きくなることを観察
GaNデバイスにおけるナノスケールの電位分布計測技術が確立


(a) ホログラムの撮影
(b)位相再生方法
(c)GaN/AlXGa1-XN (X=0.20)のTEM像、(d)ホログラム、(e)再生位相像、
(f)再生位相像のラインプロファイル(X=0.20)、(g) (X=0.25)、(h) (X=0.30)



期待される適応分野
GaNを用いた次世代パワーデバイス,光デバイスの開発

謝辞 本研究は、トヨタ自動車(株)からの委託研究として実施したものである



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