III族窒化物半導体混晶の欠陥準位・表面準位の評価と制御

III族氮化物半导体混晶的缺陷能级和表面能级的评估和控制

• 批准号: 19032001
• 负责人: 橋詰 保
• 金额: $ 5.57万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19032001/
• 关键词: GaN; AlGaN; DLTS; 深い準位; 表面準位; 表面伝導; 電気化学プロセス; 表面酸化

発光素子の効率・安定動作・信頼性には、バルクの結晶欠陥とともに、ヘテロ界面での禁制帯内連続電子準位(界面準位)や端面での表面準位の特性が影響する場合が多いが、これらの特性は明らかになっていない。本研究では、GaNおよびAlGaNのバルク欠陥準位と表面・端面・ヘテロ界面における表面電子準位を詳細に評価し、その特性の理解と制御を目的として研究を展開した。1) Al組成26%のAlGaN混晶にショットキー接合を形成し、暗中および光照射下での過渡容量応答評価を行なった。伝導帯下端より1.0eVおよび禁制帯中央付近の深い準位からの応答を検出し、詳しい解析の結果、5-8×10^<16>cm^<-3>程度の比較的高い密度を有することを明らかにした。2) 保護膜高温熱処理によるp-GaN表面の特性変化を詳細に評価した。XPS解析より1000℃以上の熱処理によりGa原子の外方拡散とMg原子の表面偏析が明らかになった。また、電流-電圧測定とPL評価より深い準位の生成による表面抵抗の増大が観測され、Ga空孔や格子間Mgに関連する複合欠陥の存在が示唆された。3) 電気化学酸化によるGaNおよびAlGaNの表面制御を検討した。酸化膜を溶液除去した表面に金属接合を形成した場合、接合特性の均一性が向上することが確認された。また、ドライエッチングで形成したナノ細線側面を選択的に酸化した場合、細線の伝導特性が向上することが明らかになった。これらの結果より、電気化学酸化による表面欠陥や表面準位の低減が確認され、表面制御に適用できる事を示した。

発 light element child の working rate, stable movement, letter 頼 sex に は, バ ル ク の crystallization owe 陥 と と も に, ヘ テ ロ interface で の banned in even 続 electron quasi 帯 (quasi) interface や face で の surface characteristics of quasi a の が す が る occasion more い が, こ れ ら の features は Ming ら か に な っ て い な い. This study で は, GaN お よ び AlGaN の バ ル ク owe 陥 quasi a と surface, end face, ヘ テ ロ interface に お け る surface electron quasi を に detailed review 価 し, そ の features の understand と suppression を purpose と し て study を started し た. 1) Al 26% の AlGaN mixed crystal に シ ョ ッ ト キ ー joint を し, secretly お よ び under light で の transition capacity 応 a review 価 を line な っ た. 伝 guide 帯 bottom よ り 1.0 eV お よ び banned 帯 central pay a nearly の deep い quasi か ら の 応 answer を 検 し, detailed し い analytical の results, 5 -- 8 x 10 ^ < > 16 cm ^ 3 > < - degree の compared with a high density of い を す る こ と を Ming ら か に し た. 2) High-temperature thermal treatment of the protective film によるp-GaN surface <s:1> characteristic changes を detailed に evaluation 価 <s:1> た た XPS analysis: よ heat treatment above 1000℃ : によ によ Ga atoms <s:1> external 拡 dispersion とMg atoms <e:1> surface segregation が clarity ら ら になった になった. ま た, current - determination of electrical 圧 と PL review 価 よ り deep い quasi の generation に よ る surface resistance の raised large が 観 measuring さ れ, Ga empty hole や cubicle Mg に masato even す る composite owe 陥 の is が in stopping さ れ た. 3) Electrochemical acidification によるGaNおよびAlGaN <s:1> surface treatment を検 discussion た. Acidification membrane を solution to remove し た に metal jointing を formation on the surface of し た occasions, joint の homogeneity が upward す る こ と が confirm さ れ た. ま た, ド ラ イ エ ッ チ ン グ で form し た ナ ノ thread profile を sentaku に acidification of し た occasions, fine line の 伝 guide features が upward す る こ と が Ming ら か に な っ た. こ れ ら の results よ り, electric chemical acidification 気 に よ る surface owe 陥 や surface quasi の low cut が confirm さ れ, surface suppression に applicable で き を る things in し た.

项目成果

Impurity incorporation and Ga outdiffusion at n-GaN surfaces during high-temperature annealing processes

高温退火过程中 n-GaN 表面的杂质掺入和 Ga 外扩散

• 发表时间: 2008
• 作者: Hidetomo Mukai;Kazuaki Hatsusaka and Kazuchika Ohta;Takshi Kimura and Tamotsu Hashizume
• 通讯作者: Takshi Kimura and Tamotsu Hashizume

Effects of interface states and temperature on the C-V behavior of metal/insulator/A1GaN/GaN heterostructure capacitors

界面态和温度对金属/绝缘体/AlGaN/GaN异质结构电容器C-V行为的影响

• 发表时间: 2008
• 期刊: J. Appl. Phys. 103
• 作者: M. Miczek;C. Mizue;T. Hashizume;and B. Adamowicz
• 通讯作者: and B. Adamowicz

Analysis of lateral surface leakage in the vicinity of Schottky gates in AlGaN/GaN HEMTs

AlGaN/GaN HEMT 肖特基栅极附近的横向表面泄漏分析

• 发表时间: 2007
• 作者: J. Kotani;M. Tajima;S. Kasai and T. Hashizume
• 通讯作者: S. Kasai and T. Hashizume

Temperature-Dependent Interface-State Response in an Al2O3/n-GaN Structure

• DOI: 10.1143/jjap.47.5426
• 发表时间: 2008-07
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Kimihito Ooyama;H. Kato;M. Miczek;T. Hashizume

Surface control of GaN alloys for photonic and electronic devices

用于光子和电子器件的 GaN 合金的表面控制

• 发表时间: 2009
• 期刊: Proc.of SPIE, Gallium Nitride Materials and Devices IV 7216(論文番号7216-0U-1-8)
• 作者: T.Hashizume;N.Shiozaki;K.Ohi
• 通讯作者: K.Ohi