GaNパワーデバイス用HfAlO_x、HfSiO_x、AlSiO_x、Al_2O_3及びHfO_2絶縁膜の特性比較

摘要

緒言 :GaN HEMTは、リーク電流抑制及び耐圧特性の向上の観点から、大きなバンドギャップ(Bg)、アモルファス構造及び物理膜厚を厚くできる高誘電率(High-k)なゲート絶縁膜が要求されている。これまで、我々は原子層堆積法（ALD）で成膜したHfO_2/SiO_2ラミネート膜から作製したアモルファスな HfSiOxゲート絶縁膜を用いた GaN キャパシタで、非常に小さなフラットバンド電圧(Vfb)ヒステリシス(+50 mV)、高い絶縁破壊電界 (Eeff.bd= 33 MV/cm)及び比較的小さな界面準位密度 (Dit) 値(4.4×1011 cm~(-2)eV-1@Ec-E=0.25 eV)を示すことを報告した[1-2]。しかし、これまでゲート絶縁膜として数多く研究されているHigh-k候補材料について同じ評価法で比較検討した報告例はほとhどない状況である。