基底状態酸素原子を用いた化学気相堆積法で形成した絶縁ゲート型GaN系トランジスタの検討

摘要

窒化ガリウム(GaN)は Si と比較して広いバンドギャップを有し、高い絶縁破壊電界や耐環境性に優れていることから、パワーデバイスへの分野への応用が期待されている。また、AlGaN/GaNヘテロ構造を用いた高電子移動度トランジスタ(HEMT)は高い移動度をもつ二次元電子ガス(2DEG:two-dimensional electron gas)をキャリアにしており、高速動作が可能である。GaN系のトランジスタではショットキーゲート構造を用いたトランジスタの応用も検討されてきているが、パワーエレクトロニクス応用で想定される高温下では金属/半導体界面反応によるトランジスタ電気的特性の劣化の回避や、金属/半導体接合のゲートリーク電流の低減の課題がある。これに対して、金属/絶縁体/半導体(MIS)ゲート構造を採用することで、界面反応やリーク電流の抑制が期待できるため、MIS型トランジスタに向けた良好な絶縁体/半導体界面形成技術が求められる。本研究では、GaN表面へのプラズマダメージを低減して絶縁膜堆積が可能な、表面波プラズマで生成された基底状態酸素原子との反応による化学気相堆積法を応用した絶縁ゲート型トランジスタについて検討した。