SiドープAlNおよび高Al組成AlGaNのn型伝導性制御(<小特集テーマ>進展する窒化物半導体光・電子デバイスの現状、及び一般)

概要

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Siドーパント濃度を制御することにより、n型伝導性AlNおよび高Al組成Al_xGa_<1-x>Nが得られることを明らかにした。その電気的特性を系統的に調べた結果、Siドープn型Al_xGa_<1-x>Nにはドーピング限界が存在し、Siドーパント濃度がドーピング限界を超えると、自己補償効果によりSiドープ層は高抵抗化することを明らかにした。SiドープAlNにおいては、Siドーパント濃度が3x10^<19>cm^<-3>以下ではn型伝導性を示すが、Si濃度が3x10^<19>cm^<-3>を越えると電子濃度が急激に減少し高抵抗化した。一方、電子濃度の温度依存性を解析した結果、Al組成が0.5を越えるとドナーのイオン化エネルギーが急激に増加することがわかった。これら高Siドーパント濃度での自己補償効果と高Al組成でのドナーのイオン化エネルギーの増加により、Siドープn型Al_xGa_<1-x>Nで得られる最大電子濃度は、Al組成の増加により指数関数的に減少することを明らかにした。
社団法人電子情報通信学会の論文
2002-06-06