| Research Abstract |
現代社会の発展に伴い,情報通信量は飛躍的に増加しており,情報通信を担う半導体デバイスは高速・大容量・低損失であることが求められている.これを実現する半導体デバイスすなわち次世代高周波パワーデバイスを実現する材料として,ワイドギャップ半導体であるシリコンカーバイド(SiC)や窒化ガリウム(GaN),窒化アルミニウム(AlN)が着目されている.高周波用途パワーデバイスとしては,AlNとGaNを用いたAlGaN/GaNヘテロ接合によるヘテロ接合電界効果トランジスタ(HFET)が有望視されているが,我々は,SiCとAlNのヘテロ接合をデバイスに利用し,SiCを高周波用途に用いることを考えた.AlNとSiCは,ともに六方晶であり積層順序を除いて構造が類似している,格子定数差も約1%と比較的小さい,などの特長を有することから,SiCはAlN成長用基板として用いられる.これまでの研究で,通常用いられる(0001)面ではなく,900傾いた(11-20)無極性面上にAlNを分子線エピタキシー成長することで,AlNの積層順序が4H-SiC基板と同一になる,同一ポリタイプ成長を見出し,成長した4H-AlNの高品質化を実現してきた.この高品質4H-AlN/4H-SiC界面は,欠陥密度が極めて小さく,ヘテロ接合デバイスへの応用が期待できる.本研究では,デバイス応用に向けて,4H-AlN/4H-Si界面物性の評価を行うことを目的として研究を行った.4HAlN/4H-SiC界面物性評価を行うデバイスとして,ホール素子を検討し,作製プロセスの検討を行った.具体的には,AlN/SiC界面へのコンタクトおよび4H-AlNの高抵抗化などである.良好なコンタクトを形成するため,金属の種類や,金属およびAlNの膜厚,アロイ温度などの条件を最適化する必要があり,現在検討中である.また,4H-AlNは,欠陥が低減されているものの,なお積層欠陥が含まれており,デバイス動作に影響すると予測される.デバイス作製に先立ち,これらの欠陥構造評価を行ったところ,通常のウルッ鉱構造AlNで見られる構造とは異なっているととが分かった.
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