1998 Fiscal Year Annual Research Report
金属/GaNおよび絶縁膜/GaN界面の制御とMIS形電界効果トランジスタの試作
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10650316
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| Research Institution | Hokkaido Institute of Technology |
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Principal Investigator |
澤田 孝幸 北海道工業大学, 工学部, 教授 (40113568)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北守 一隆 北海道工業大学, 工学部, 教授 (40153134)
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| Keywords | GaN / ショットキーダイオード / MISダイオード / 界面準位密度 / ショットキー障壁高 / I-V特性 / C-V特性 / フェルミ準位 |
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| Research Abstract |
今年度は、金属/GaN界面および絶縁膜/GaN界面の電子的特性を解明することに重点を置いて研究を進め、以下の成果を得た。
1. ショットキー障壁高の決定機構と電流輸送機構の解明:(1)金属/n-GaN構造のI-V,C-V測定から、界面のフェルミ準位はピンニングされておらず、ショットキー障壁高は金属の仕事関数に大きく依存すること、一方、GaNの表面状態にも影響を受けることを明らかにした。(2)I-V特性の温度依存性の測定と理論解析から、トンネル電流や発生・再結合電流が熱電子放出電流に重畳していること、また、これらの電流成分がI-V測定による実効的ショットキー障壁高を減少させ、C-V測定との不一致を生じさせていることを明らかにした。
2. 絶縁膜/GaN界面の準位密度分布の評価;(1)金属/PCVD-SiO_2/n-GaN構造のC-V特性から、界面準位密度はエネルギー的にU字形であり、その最小値N_<ss,min>は伝導帯寄りに存在すること、表面フェルミフェルミ準位はゲート電圧に応じて禁制帯の上部1/3程度の範囲で移動し得ることを明らかにした。(2)水素雰囲気中、300-500℃の熱処理は界面準位密度の低減に有効であること、熱処理後のN_<ss,min>として、l×10^<11>cm^<-2>eV^<-1>以下の値が得られることを示した。
3. 金属/GaN界面の熱的安定性と界面制御技術の検討;(1)Ag,Ni/n-GaN試料では、400-500℃の窒素雰囲気における熱処理により、ダイオード特性はむしろ改善されることを明らかにした。(2)金属/n-GaN界面に薄い陽極酸化膜を挿入することにより、ショットキー障壁高が制御可能となることを示した。
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[Publications] M.Sawada: "Electrical Characterization of n-GaN Schottky and PCVD-SiO_2/n-GaN Interfaces" J.Crystal Growth. 189/190. 706-710 (1998)
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[Publications] 澤田孝幸: "金属/GaNショットキーおよび絶縁膜/GaN界面の電気的特性と熱処理の効果" 電子情報通信学会技術研究報告. ED98-94. 75-82 (1998)
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[Publications] T.Sawada: "Electrical Properties of Metal/n-GaN and PCVD-SiO_2/n-GaN Interfaces" Proc.25th Int.Symp.on Compound Semiconductors(to be published). 6 pages (1999)
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[Publications] Y.Yamagata: "Potential Barrier Formed at n-ZnSe Regrowth Homointerface by Molecular Beam Epitaxy" J.Crystal Growth. (to be Published). 4pages (1999)
