ドライエッチ面を含むGaN およびAIGdN 界面の評価

摘要

We have investigated impacts of dry etching of GaN and AlGaN surfaces on interface properties of GaN-based MOS structures. For the dry etching, we used ECR-assisted plasma with CH_4/H_2/N_2/Ar gas mixture and ICP-assisted plasma with Cl_2/BCl_3 gas mixture. Both processes induced the disorder of chemical bonds at the GaN surface, causing high-density of electronic states at Al_2O_3/GaN interfaces. A post-annealing process at 400 C is effective in decreasing interface state densities, e.g., 5×10~(11) cm~(-2)eV~(-1) for the ICP-processed MOS sample. On the other hand, the interface state densities with 1×10~(12) cm~(-2)eV~(-1) or higher remained at the ICP-processed Al_2O_3/AlGaN interface even after the post-annealing process.%ドライエッチングしたGaN およびAlGaN 表面に形成したMOS 構造の評価を行った。ドライエッチングには、CH_4／H_2／N_2／Ar ガス隼よるECR 支援プラズマ法とCl2／BCl_3ガスによるICP 支援プラズマ法を用いた。ドライエッチング後は表面の化学結合状態が乱れ、その後のMOS 構造形成により、1×10~(12)cm~(-2)eV~(-1)以上の密度の界面準位が生成されることが明らかになった。特にECR 支援プラズマプロセス試料で特高密度の界面準位が観測された。400℃ の熱処理により界面特性は回復し、ICP 支援プラズマプロセス試料では、5×10~(11)cm~(-2)eV~(-1)程度まで密度が低減した。一方、AlGaN／GaN構造のAlGaN表面をエッチングした場合、アニール後でも1×10~(12)cm~(-2)eV~(-1)以上のMOS 界面準位が観測された。