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

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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。