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口頭

酸素及び水素熱処理によるスパッタ成膜SiO$$_{2}$$/GaN MOS構造の界面特性及び絶縁性向上

大西 健太郎*; 小林 拓真*; 溝端 秀聡*; 野崎 幹人*; 吉越 章隆; 志村 考功*; 渡部 平司*

no journal, , 

SiO$$_{2}$$/GaN界面に存在するGaO$$_{x}$$層は、熱処理の過程で容易に還元され、MOSデバイスの閾値電圧変動を招く。本研究では、スパッタSiO$$_{2}$$成膜に立脚し、不安定な界面GaO$$_{x}$$層を最小化した。さらに、GaO$$_{x}$$層が成長しない低温条件下での酸素熱処理および水素熱処理を施すことにより、界面特性および絶縁性に優れた安定なGaN MOS構造の実現に成功した。

口頭

Real-time observation of oxidation process on GaN surfaces by X-ray photoelectron spectroscopy

角谷 正友*; 津田 泰孝; 隅田 真人*; 吉越 章隆

no journal, , 

高品質な金属-酸化膜-半導体(MOS)構造をGaNで実現するために、酸化過程を明らかにすることを目的として放射光X線光電子分光(XPS)を用いて、H$$_{2}$$O, O$$_{2}$$, N$$_{2}$$O, NOの各種酸化ガス暴露下でのGaN極性表面、m表面の酸化状態を調べた。熱力学的にはH$$_{2}$$Oは酸化力が小さいにもかかわらず反応性が高いことが分かった。N$$_{2}$$OとNOは酸化力は高いが、酸素の吸着はほとんど起こらなかった。+c面では、O$$_{2}$$とH$$_{2}$$Oの場合、2つの酸化状態が存在する。初期酸化ではO$$_{2}$$分子の物理吸着が支配的である。H$$_{2}$$O分子では、解離と分子状吸着が共存する。GaNのm面では化学吸着が支配的であり、安定なGa-O結合が形成される。これらの状態は、表面上の電子スピンとGaNの極性の両方を考慮した密度汎関数分子動力学計算によるシミュレーションで良く説明できた。

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