AlInN/GaN系へテロ構造の表面•界面評価

摘要

AlInN/GaN界面のバンドオフセットと、界面スぺーサ層が電子密度分布に与える影響について評価した。角度分解XPS評価により、価電子帯のォフセットが約0.2eV、伝導带ォフセットが0.9eV程度であることが明らかになった。これらの値は、両性欠陥モデルに基づくフェルミ準位安定化エネルギーの計算から求めた値とよく一致した。表面モフォロジーの改善に効果のあるAl_(0.38)Ga_(0.62)Nスぺーサ層は、Al_(0.82)In_(0.18)N/Al_(0.38)Ga_(0.62)N界面のポテンシャル井戸と分極による界面電荷により電子蓄積が生じることを明らかにした。これを抑制するためAl_(0.45)Ga_(0.55)Nスぺーサ層を提案し、MOS構造のC-V評価により、AlInN/Al_(0.45)Ga_(0.55)N界面に電子蓄積が生じにくいことを示した。%We have investigated band offsets at the AlInN/GaN interfaces and the effects of spacer layers on the carrier density profiles of the heterostructures. From an angle-resolved XPS analysis, we found 0.2 eV and 0.9 eV for the offsets at the valence and conduction bands, respectively. These are very close to those predicted by the Fermi level stabilization energies of AlInN and GaN based on the amphoteric defect model. The Al_(0.38)Ga_(0.62)N spacer layer produced a potential well and charges at the Al_(0.82)In_(0.18)N/Al_(0.38)Ga_(0.62)N interface, resulting in the significant electron accumulation at the interface. On the other hand, the Al_(0.44)Ga_(0.56)N spacer layer showed no electron accumulation at the interface.