P-GaN/n-AlGaNヘテロ接合ダイオードの容量-電圧特性による分極電荷密度の評価

概要

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窒化物半導体に特有な自発分極およびピエゾ分極によって,GaN/AlGaNヘテロ接合界面には高密度の分極電荷が存在する.今回,P型GaN/n型AlGaNヘテロ接合ダイオードの容量-電圧(C-V)特性から得られた拡散電位を用いて,ヘテロ界面に存在する分極電荷密度を評価する方法を提案し,従来の方法では定量的な測定が困難であった負の電荷密度を測定した.従来の方法では,GaN上にAlGaNを成長したヘテロ界面に存在する正の分極電荷密度を評価しており,AlGaN上にGaNを成長したヘテロ界面に存在する負の分極電荷密度を正確に評価することは困難であった.これに対して,今回提案した方法では,電荷の符号に関係せずに,ヘテロ界面に存在する分極電荷密度を評価することができる.さらに,不純物を意図的にドーピングした構造に対して評価を行なうので,残留不純物や深い準位の影響を無視することができるという特徴を持つ.この新しい方法を実際のp-GaN/n-AlGaNヘテロ接合ダイオードに適用し,ヘテロ界面に存在する負の分極電荷密度を評価した.そして,10^<12>cm^<-2>台の高濃度の分極電荷がヘテロ界面に存在することを定量的に明らかにした.
社団法人電子情報通信学会の論文
2002-08-23