III族窒化物半導体混晶の欠陥準位・表面準位の評価と制御

III族氮化物半导体混晶的缺陷能级和表面能级的评估和控制

基本信息

批准号：
19032001
负责人：
橋詰保
金额：
$ 5.57万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19032001/
关键词：
GaN AlGaN DLTS 深い準位表面準位表面伝導電気化学プロセス表面酸化

项目摘要

発光素子の効率・安定動作・信頼性には、バルクの結晶欠陥とともに、ヘテロ界面での禁制帯内連続電子準位(界面準位)や端面での表面準位の特性が影響する場合が多いが、これらの特性は明らかになっていない。本研究では、GaNおよびAlGaNのバルク欠陥準位と表面・端面・ヘテロ界面における表面電子準位を詳細に評価し、その特性の理解と制御を目的として研究を展開した。1) Al組成26%のAlGaN混晶にショットキー接合を形成し、暗中および光照射下での過渡容量応答評価を行なった。伝導帯下端より1.0eVおよび禁制帯中央付近の深い準位からの応答を検出し、詳しい解析の結果、5-8×10^<16>cm^<-3>程度の比較的高い密度を有することを明らかにした。2) 保護膜高温熱処理によるp-GaN表面の特性変化を詳細に評価した。XPS解析より1000℃以上の熱処理によりGa原子の外方拡散とMg原子の表面偏析が明らかになった。また、電流-電圧測定とPL評価より深い準位の生成による表面抵抗の増大が観測され、Ga空孔や格子間Mgに関連する複合欠陥の存在が示唆された。3) 電気化学酸化によるGaNおよびAlGaNの表面制御を検討した。酸化膜を溶液除去した表面に金属接合を形成した場合、接合特性の均一性が向上することが確認された。また、ドライエッチングで形成したナノ細線側面を選択的に酸化した場合、細線の伝導特性が向上することが明らかになった。これらの結果より、電気化学酸化による表面欠陥や表面準位の低減が確認され、表面制御に適用できる事を示した。

发光设备的效率，稳定的操作和可靠性通常受到末端表面和末端表面的表面水平连续电子水平（界面水平）的特征以及块状晶体缺陷的影响，但是这些特征尚未澄清。在这项研究中，我们详细评估了GAN和ALGAN的批量缺陷水平以及表面，边缘和异方面的表面电子水平，并进行了研究，目的是理解和控制其性质。 1）在ALGAN混合晶体上形成了Schottky连接，其成分为26％，并在黑暗和光照射下评估了瞬时电容响应。我们从传统带的下端和禁忌带附近的深层检测到了从1.0 eV的响应，详细的分析表明，它的密度相对较高，约为5-8×10^<16> cm^<-3>。 2）详细评估了由于保护膜的高温热处理引起的p-gan表面的性质。 XPS分析表明，通过在1000°C或更高的热处理下，GA原子向外扩散Mg原子。此外，由于比电流 - 电压测量和PL评估更深的水平的产生，因此观察到表面电阻的增加，这表明存在与GA空位和间质MG相关的复杂缺陷。 3）研究通过电化学氧化对GAN和ALGAN的表面控制。可以证实，当在去除氧化物膜的表面形成金属键时，键合特性的均匀性得到了改善。还已经发现，当由干蚀刻形成的纳米丝线的侧面有选择地氧化时，细线的电导率特性得到改善。这些结果证实，由于电化学氧化，表面缺陷和表面水平降低，并且可以应用于表面控制。

项目成果

期刊论文数量（34）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Surface control of GaN alloys for photonic and electronic devices

用于光子和电子器件的 GaN 合金的表面控制

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Proc.of SPIE, Gallium Nitride Materials and Devices IV 7216(論文番号7216-0U-1-8)
影响因子：
0
作者：
T.Hashizume;N.Shiozaki;K.Ohi
通讯作者：
K.Ohi

Impacts of Surface of Oxidation and Oxynitridation on DC Characteristics of AlGaN/GaN HEMTs

表面氧化和氮氧化对AlGaN/GaN HEMT直流特性的影响

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Sugawara;J. Kotani and T. Hashizume;四方俊幸;Masafumi Tajima and Tamostu Hashizume
通讯作者：
Masafumi Tajima and Tamostu Hashizume

Impurity incorporation and Ga outdiffusion at n-GaN surfaces during high-temperature annealing processes

高温退火过程中 n-GaN 表面的杂质掺入和 Ga 外扩散

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hidetomo Mukai;Kazuaki Hatsusaka and Kazuchika Ohta;Takshi Kimura and Tamotsu Hashizume
通讯作者：
Takshi Kimura and Tamotsu Hashizume

Effects of interface states and temperature on the C-V behavior of metal/insulator/A1GaN/GaN heterostructure capacitors

界面态和温度对金属/绝缘体/AlGaN/GaN异质结构电容器C-V行为的影响