β-及びκ-酸化ガリウム中の深い準位の定量と結晶成長における制御

酸化ガリウムのポテンシャルを最大限に引き出した電子デバイスを設計・作製するためには、デバイス特性に影響を与える酸化ガリウム中の深い準位に関する深い理解と制御が必須であり、深い準位の定量を精密に行うことは重要である。深い準位の定量手法として本研究で用いる容量過渡分光法では、接合容量のごくわずかな過渡変化から深い準位の物性や密度を定量する。このため、精密な定量には、理想的なSchottky界面の形成が必須である。本研究ではまず、酸化ガリウムエピタキシャル成長層中の深い準位の定量に向けて、β-酸化ガリウムSchottky障壁ダイオードの試作検討を行った。ハイドライド気相成長法により成長したβ-酸化ガリウムホモエピタキシャル成長層に有機及び無機洗浄を施し、ホモエピタキシャル成長層表面のパーティクル等を除去した。次に、表面にNi-Schottky電極を、裏面にオーミック電極を、抵抗加熱蒸着法によってそれぞれ形成した。試作したSchottky障壁ダイオードは、理想的な電流-電圧特性及び接合容量-電圧特性を示した。Schottky障壁ダイオードの試作検討で得られたプロセスレシピ・知見を用いることで、本研究において、今後、β-酸化ガリウム中の深い準位の定量のためのデバイス作製が可能となった。また、容量過渡分光法に用いる測定装置に関して、より精密な測定を可能にするために、測定装置の大幅改修の検討を行った。

酸化ガリウムのポテンシャルを最大限に引き出した電子デバイスを設計・作製するためには、デバイス特性に影響を与える酸化ガリウム中の深い準位に関する深い理解と制御が必須であり、深い準位の定量を精密に行うことは重要である。深い準位の定量手法として本研究で用いる容量過渡分光法では、接合容量のごくわずかな過渡変化から深い準位の物性や密度を定量する。このため、精密な定量には、理想的なSchottky界面の形成が必須である。本研究ではまず、酸化ガリウムエピタキシャル成長層中の深い準位の定量に向けて、β-酸化ガリウムSchottky障壁ダイオードの試作検討を行った。ハイドライド気相成長法により成長したβ-酸化ガリウムホモエピタキシャル成長層に有機及び無機洗浄を施し、ホモエピタキシャル成長層表面のパーティクル等を除去した。次に、表面にNi-Schottky電極を、裏面にオーミック電極を、抵抗加熱蒸着法によってそれぞれ形成した。試作したSchottky障壁ダイオードは、理想的な電流-電圧特性及び接合容量-電圧特性を示した。Schottky障壁ダイオードの試作検討で得られたプロセスレシピ・知見を用いることで、本研究において、今後、β-酸化ガリウム中の深い準位の定量のためのデバイス作製が可能となった。また、容量過渡分光法に用いる測定装置に関して、より精密な測定を可能にするために、測定装置の大幅改修の検討を行った。