窒化ガリウムおよびその混晶の異種界面制御と高電子移動度トランジスタへの応用

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本年度は、m 面 GaN MOS 界面特性について詳細に評価し、学術論文の投稿を行った。[000-1]方向へ 5 度傾斜させた基板上に結晶成長した m 面 GaN 上に、原子層堆積法（ALD）により Al2O3膜を堆積して MOS 構造を作製した。容量-電圧（C-V）評価の結果、未処理試料であるにも関わらず、Al2O3/m 面GaN 界面の準位密度は 3×1011 cm-2eV-1以下となり、c 面 GaN MOS 構造よりも明らかに低い準位密度を示した。いくつかの第一原理計算は、m 面 GaN 表面では Ga-N ダイマーが安定に形成される可能性を示しており、これに基づき、Ga-N ダイマー形成→ALD プロセスでのダイマー分断→分断されたボンドの酸素終端→連続的なAl2O3膜形成という表面モデルを提案した。さらに m 面 GaN MOS 構造の高温での安定性を評価し、200℃においても、周波数分散のない C-V 特性と 10-9 A/cm2オーダーの低リーク電流を確認した。これらの結果は、m 面 GaN をチャネルとした MOS トランジスタの高い安定動作を示唆している。以上、絶縁ゲート型 GaN トランジスタの動作安定性向上に関して、重要な知見を得ることができたと判断できる。