コンダクタンス法によるAlGaN/GaN ヘテロ接合界面

第 61 回応用物理学会春季学術講演会　講演予稿集（2014 春　青山学院大学）
19p-D8-4
コンダクタンス法による AlGaN/GaN ヘテロ接合
界面トラップに関する研究
Investigation on interface traps in AlGaN/GaN heterojunction by conductance method
東工大フロンティア研 1, 東工大総理工 2,
○
劉璞誠 1, 竇春萌 2,
角嶋邦之 2,
片岡好則 2, 西山彰 2, 杉井信之 2, 若林整 2,筒井一生 2, 名取研二 1, 岩井洋 1
Tokyo Tech. FRC 1, Tokyo Tech. IGSSE 2, ○P. Liu1, C.Dou2, K. Kakushima2,
Y. Kataoka2, A. Nishiyama2, N. Sugii2, H. Wakabayashi2, K. Tsutsui2, K. Natori1, H. Iwai1
E-mail:[email protected]
【はじめに】AlGaN/GaN ヘテロ接合に存在す
ろと離れたところにトラップが存在するこ
るトラップは、移動度と電流コラプスに重大
とがわかった。また、Fig.1,2 中に破線で示し
な影響を及ぼす[1]。しかし、ゲート電極がこ
たように、トラップ密度とトラップ時間を試
の接合界面または界面近傍に存在するトラ
算した。
ップに与える影響については不明な点が多
【参考文献】[1] del Alamo, et al., Microelectr.
い。本研究では、異なるゲート材料を用いて
reliability 49.9 (2009): 1200-1206.
作製された AlGaN/GaN ヘテロ接合サンプル
[2] Nicollian, E. H.et al. Bell System Technical
をコンダクタンス法で測定し、トラップに関
Journal 46.6 (1967): 1055-1133.
【実験方法】 Si(111) 上 Al0.25Ga0.75N/GaN
HEMT 構造基板に対して化学洗浄を行い、素
子分離と保護膜の形成を行った。ソース・ド
レインのオーミックコンタクトは、
TiN(50nm)/Al(60nm)/Ti(50nm)を堆積後に窒素
Gp/w (×10-8 S・sec/cm2)
14
12
10
8
16
14
12
Vg=-0.42V
10
8
6
Vg=-0.41V
4
Vg=-0.43V
2
0
102
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104
105
106
Frequency(Hz)
Gp/w (×10-8 S・sec/cm2)
16
する物性について考察した[2]。
Vg=-0.42V TiN
12
-2
-1
6 Dit, fast: 2.2×10 cm eV
tit, fast: 5.5×10-7 s
4 D
11
-2
-1
it, slow: 4.5×10 cm eV
-6
2 tit, slow: 3.5×10 s
雰囲気中 950oC の熱処理で形成した。ゲート
電極は Ni または TiN をスパッタで成膜して
0
形成し HMET を作製した。アニールは窒素雰
Fig.1 Conductance of TiN gate sample
12
10
ス―周波数特性の測定を行った。
【実験結果】ゲート電圧が異なる場合につ
いて、Ni 電極と TiN 電極のサンプルのコンダ
クタンス―周波数特性をそれぞれ Fig.1 およ
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Frequency(Hz)
8
16
14
12
Vg=-0.42V Vg=-0.41V
10
8
6
Vg=-0.43V
4
2
0
102
103
104
105
106
Frequency(Hz)
Gp/w (×10-8 S・sec/cm2)
ト電圧を 2 種類の素子に加え、コンダクタン
102
14
Gp/w (×10-8 S・sec/cm2)
囲気中 10 分間 300oC で行った。異なるゲー
10
105
Vg=-0.41V
Ni
12
-2
-1
6 D
it, fast: 2.0×10 cm eV
4
tit, fast: 9.0×10-8 s
び Fig.2 の挿入図に示す。Ni 電極の場合は
Dit, slow: 7.2×1011 cm-2eV-1
-6
2 tit, slow: 4.3×10 s
Vg=-0.41V の曲線に注目し、界面に近いとこ
0
10
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Frequency(Hz)
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Fig.2 Conductance of Ni gate sample
Ⓒ 2014 年　応用物理学会
14-110
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