【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.22】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT1170
利用課題名 / Title
革新的機能を有する高周波高出力用N極性GaN-HEMTの研究
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo 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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
化合物半導体/ Compound semiconductor,電子線リソグラフィ/ EB lithography,高周波デバイス/ High frequency device,高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique
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)
河原 孝彦
所属名 / Affiliation
住友電気工業㈱伝送デバイス研究所 電子デバイス研究部
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
荒川靖章,前田拓也,若本祐介
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
UT-500：高速大面積電子線描画装置
UT-505：レーザー直接描画装置 DWL66+2018
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
既存のGa極性GaN-HEMTは、無線通信やレーダー向けの高周波パワーデバイスとして広く普及しているが、短ゲート構造において電子がバッファ側に回り込みドレインコンダクタンス(gd)が増加するため、出力密度の向上が鈍化傾向にある。そこでバックバリアにより電子の回り込みを抑制できるN極性GaN-HEMTが注目されている。N極性およびGa極性のGaN-HEMTのプロセス開発のため、主に高速大面積電子線描画装置(ADVANTEST F5112-VD01)とレーザー直接描画装置(DWL66+2018)を利用して、レジストパターンを作製した。
実験 / Experimental
【高速大面積電子線描画装置(ADVANTEST F5112-VD01)】
1.
GaN膜を有するSiC基板上に、ZEP520Aを3000rpmで塗布し180℃で300秒ベークした。
2.
さらに帯電防止用のEspacer 300Zを2500rpmで塗布し110℃で600秒ベークした。
3.
高速大面積電子線描画装置を用いドーズ量110～120µC/cm²で描画した。
4.
Espacer
300Zを水で除去した後にZED-N50で120 秒現像した。
【レーザー直接描画装置(DWL66+2018))】
1.
GaN膜を有するSiC基板上に、JSR7790G-27cPを3000rpmで塗布し110℃で90秒ベークした。
2.
レーザー直接描画装置を用いレーザーパワー35～75 mWで描画した。
3.
NMD-Wで60 秒現像した。
結果と考察 / Results and Discussion
【高速大面積電子線描画装置(ADVANTEST F5112-VD01)】
Fig.1にF5112-VD01で露光したレジスト開口を示す。ドーズ量110と115µC/cm²では、フィールドの繋ぎ目で現像不十分な箇所が見られた。ドーズ量120µC/cm²では、良好なレジスト開口が得られた。gds幅3μmに対して、レジスト開口の仕上がり幅はいずれも若干狭くなった
。
【レーザー直接描画装置(DWL66+2018))】
Fig.2にDWL66+2018で露光したレジスト開口を示す。レーザーパワー35と55mWでは、ヘッドの繋ぎ目で現像不十分な箇所が見られた。レーザーパワー75mWでは、良好なレジスト開口が得られた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 EB positive tone resist opening shape
Fig.2 Photo lithography positive tone opening shape
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