III族窒化物半導体ショットキー接合の制御とそのデバイス応用

III族氮化物半导体肖特基结的控制及其器件应用

• 批准号: 05J09083
• 负责人: 小谷 淳二
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J09083/
• 关键词: 窒化物半導体; ショットキー界面; トンネル電流; 表面伝導; 表面処理; ショットキー接合

本年度は、AlGaN/GaNヘテロ構造表面における表面伝導電流の評価、およびDLTS(Deep Level Transient Spectroscopy)法によるAlGaN中の深い準位の評価を行った。以下に得られた知見をまとめる。1. AlGaN/GaNヘテロ構造表面における表面電流の評価2本のショットキー電極G1,G2をAlGaN/GaNヘテロ構造上に平行に配置し、G1-G2間距離(L_<GG>)を200nm-5μmで変化させた。表面電流I_sはL_<GG>の短縮に伴い、大幅に増加することが分かった。一方、縦方向電流I_vはL_<GG>にほとんど依存しなかった。さらに、I_vの温度依存性は小さく、界面を垂直に流れるトンネル電流と結論できる。一方、I_sには明瞭な温度依存性が確認され、AlGaN表面に沿った2次元のバリアブルレンジホッピングが電流輸送を支配していることが示された。また、AlGaN表面にSiN_x保護膜を堆積することで、表面電流が大幅に抑制できることを明らかにした。2. AlGaN中の深い準位の評価窒化物電子デバイスの動作安定性、長期信頼性といった本質的問題に目を向けると、AlGaN、GaN中の深い準位の基礎的な理解が強く求められる。MOVPE成長したAlGaNの深い準位をDLTS法によって調べた。DLTS信号の解析の結果、深さ1.0±0.1eV、捕獲断面積3×10^<-15>cm^<-2>の深い準位の存在が明らかになった。準位密度については、λ効果を考慮することで、6×10^<-15>cm^<-3>と見積もられた。λ効果を考慮しない解析では、準位密度が6×10^<14>cm^<-3>と大幅に過小評価されてしまう危険性も示した。

This year, the evaluation of surface conduction current in AlGaN/GaN structures by Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS) was conducted. The following is a summary of the results. 1. Evaluation of surface current on AlGaN/GaN structure surface. 2. The electrodes G1,G2 are arranged in parallel on AlGaN/GaN structure, and the distance between G1 and G2 <GG>is 200nm-5μm. This is due to the fact that the surface current I_s decreases and increases significantly due to the decrease in L_<GG>. The direction of current I_v depends on the direction of current I_v<GG>. The temperature dependence of I_v is small, and the interface vertical current is small. On the one hand, I_s shows that the temperature dependence is confirmed, and the AlGaN surface is controlled by the two-dimensional current transmission. The SiN_x protective film on the AlGaN surface is deposited, and the surface current is greatly suppressed 2. Evaluation of the Deep Level in AlGaN and GaN The basic understanding of the deep level in AlGaN and GaN is very important. MOVPE growth and AlGaN deep level adjustment by DLTS method DLTS signal analysis results, depth of 1.0±0.1eV, capture cross-section area of 3×10^<-15>cm^<-2>and the existence of deep level Quasi-level density, λ effect, 6×10^<-15>cm^<-3>, see product The results of this analysis are shown in the following table: 1. The standard density is 6×10^<14>cm<-3>.

项目成果

Large reduction of leakage currents in AIGaN Schottky diodes by a surface control process and its mechanism

表面控制工艺大幅降低AIGaN肖特基二极管漏电流及其机制

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Vacuum Science ＆ Technology B 24
• 作者: Junji Kotani;Massamitsu Kaneko;Hideki Hasegawa;Tamotsu Hashizume
• 通讯作者: Tamotsu Hashizume

Tunneling Injection of Electrons at Nanometer-Scale Schottky Gate Edge of AlGaN/GaN Heterostructure Transistors and Its Computer Simulation

AlGaN/GaN异质结晶体管纳米级肖特基栅边缘电子隧道注入及其计算机仿真

• 发表时间: 2005
• 期刊: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology Vol.3
• 作者: J.Kotani;S.Kasai;H.Hasegawa;T.Hashizume
• 通讯作者: T.Hashizume