GaNパワーデバイスにおけるトラップ準位の解析

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: EDD15032

グループ名: 【C】電子・情報・システム部門 電子デバイス研究会

発行日: 2015/03/04

タイトル(英語): Characterization of trap levels in GaN power device

著者名: 片岡 淳司(東芝),菊地 拓雄(東芝),松葉 博(東芝),叶丸 孝治(東芝),石川 諭(東芝),村上 友佳子(東芝),藪原 秀彦(東芝)

著者名(英語): Kataoka Junji(Toshiba Corporation),Kikuchi Takuo(Toshiba Corporation),Hiroshi Matsuba(Toshiba Corporation),Kouji Kanomaru(Toshiba Corporation),Satoshi Ishikawa(Toshiba Corporation),Yukako Murakami(Toshiba Corporation),Hidehiko Yabuhara(Toshiba Corporation)

キーワード: ＳｉＮ|ＡｌＧａＮ|熱処理プロセス|Ｎ脱離|ＸＰＳ|容量－電圧特性|SiN|AlGaN|annealing process|N desorption|XPS|C-V characterization

要約(日本語): 熱処理プロセスがAlGaN/GaNデバイスの表面物性，電気特性に与える影響を評価した。700℃，N2雰囲気，1時間の熱処理後，XPSによる評価からNの脱離が起きることが分かり，脱離量は4.8%と見積もられた。また，容量-電圧特性において，閾値電圧のダウンシフトが見られた。これはSiN/AlGaN界面におけるドナー型の離散準位，連続的な界面準位に起因する。離散的な準位密度は2.8E+13cm-2程度であり，この準位がN空孔起因と仮定すると2.5%のN脱離が想定された。XPSで見積もられたN脱離量と近い値であることから、離散的な準位密度はN脱離起因で形成されると推測している。

要約(英語): We investigated the influence of an annealing process on surface properties and electrical characteristics of AlGaN/GaN heterostructure devices. After annealing in N2 at 700 degree C for 1 hour, 4.8 atomic% desorption of N from the AlGaN surface has been estimated by comparison with N1s spectrum of the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Negative voltage shift shown in a capacitance-voltage (C-V) curve for the SiN/AlGaN/GaN structure after 700 degree C annealing was attributed to discrete donor traps, whose density was 2.8 x 1013 cm-2, in addition to the continuum interface state at SiN/AlGaN. The estimated amount of N desorption was 2.5 atomic% under the assumption that the discrete donor traps were formed by N vacancies at the AlGaN surface, and the amount of N desorption estimated by C-V measurement was consistent with XPS results. Therefore, we presumed that the increase of discrete donor traps was due to the N desorption by the annealing treatment.

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 675 Kバイト