電子線照射により窒素空孔を導入したGaNの電気的評価

加藤 正史*; 福島 圭亮*; 春日 将宣*; 鬼頭 孝輔*; 市村 正也*; 兼近 将一*; 石黒 修*; 加地 徹*; 大島 武

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窒化ガリウム(GaN)は電子デバイス用材料として有望であるが、デバイス作製プロセスにおいて窒素空孔が生成され電気的特性に悪影響を与えると言われている。本研究ではGaNに電子線照射を行い、ガリウムに比して軽元素である窒素のみを弾き飛ばし意図的に窒素空孔を生成させ、電気的評価を行うことで窒素空孔が生成する深い準位についての知見を得た。サファイア基板上に有機金属化学気相法により成長させたアンドープGaNウェハーをカットし、一部の試料に電子線(200keV)照射を行った。それら試料へNi蒸着を行いショットキーダイオードを作製し、電流-電圧測定を行うことで特性を評価した。その結果、電子線照射後のGaNは未照射に比べ直列抵抗が増加することが確認された。さらに、容量-電圧測定から、正味のドナー濃度が減少することが判明した。これより、電子線照射により窒素空孔が生成され、それが欠陥準位を形成することでキャリア濃度を減少させ、抵抗を増大させることが示唆された。