広い禁制帯を持つ化合物半導体に対するオーミックコンタクト材開発

・窒化物半導体に対する電極材料の検討 GaN系半導体青色レーザダイオードの高性能化および信頼性向上には、p型GaNに対する低抵抗オーミック・コンタクト材の開発が必要不可欠である。当研究室はこれまでに、真空中800℃の熱処理を施したTa/Tiコンタクト材において、著しく低い接触抵抗値が測定されることを見出している。本年度は、真空中の高温熱処理がP型GaN基板におよぼす影響に着目し、Ta/Tiコンタクトの室温保持中における接触抵抗上昇の機構を解明し、コンタクト材開発の知見を得るための実験を行った。アンドープGaN基板上にTa/Tiコンタクト材を成膜し、真空中800℃の熱処理を施したところ、Mgドープp型GaN上の場合と同様にオーム性が得られ、かつ室温保持中の抵抗上昇も確認された。また、ホール効果測定により、真空中800℃熱処理後のGaN基板は、ドーピングの有無によらずn型伝導を小すことが明らかとなった。これらの結果より、Ta/Tiコンタクト材の特異な電気特性は、真空中800℃熱処理によりGaNが基板表面近傍で解離し、導入された窒素空孔がドナーとして働くことで基板表面近傍にn型層が形成されたことに起因すると考えられる。また、室温保持中の抵抗上昇は、熱処理により導入された過飽和の窒素空孔が消滅することによるキャリア数の減少から説明される。本研究結果は、p型GaNに対するコンタクト材開発において、コンタクト形成熱処理時における雰囲気の制御および低温度化が極めて重要であることを示唆するものである。

・窒化物半導体に対する電極材料の検討 GaN系半導体青色レーザダイオードの高性能化および信頼性向上には、p型GaNに対する低抵抗オーミック・コンタクト材の開発が必要不可欠である。当研究室はこれまでに、真空中800℃の熱処理を施したTa/Tiコンタクト材において、著しく低い接触抵抗値が測定されることを見出している。本年度は、真空中の高温熱処理がP型GaN基板におよぼす影響に着目し、Ta/Tiコンタクトの室温保持中における接触抵抗上昇の機構を解明し、コンタクト材開発の知見を得るための実験を行った。アンドープGaN基板上にTa/Tiコンタクト材を成膜し、真空中800℃の熱処理を施したところ、Mgドープp型GaN上の場合と同様にオーム性が得られ、かつ室温保持中の抵抗上昇も確認された。また、ホール効果測定により、真空中800℃熱処理後のGaN基板は、ドーピングの有無によらずn型伝導を小すことが明らかとなった。これらの結果より、Ta/Tiコンタクト材の特異な電気特性は、真空中800℃熱処理によりGaNが基板表面近傍で解離し、導入された窒素空孔がドナーとして働くことで基板表面近傍にn型層が形成されたことに起因すると考えられる。また、室温保持中の抵抗上昇は、熱処理により導入された過飽和の窒素空孔が消滅することによるキャリア数の減少から説明される。本研究結果は、p型GaNに対するコンタクト材開発において、コンタクト形成熱処理時における雰囲気の制御および低温度化が極めて重要であることを示唆するものである。