AlGaN/GaN HEMT の動作安定性評価

摘要

デュアルゲート構造を用いて AlGaN/GaN ヘテロ構造上の AlGaN 表面を流れる電流と表面状態の関係について評価を行った。ゲ」ト、オーミック電極間にバイアスストレスを印加することで、表面リーク電流が増大することを確認した。表面リーク電流の輸送機構はその温度依存性から、表面準位を介した二次元可変領域ホッピング（2D-VRH）が支配的であると考えられ、バイアスストレスによってゲート端からAlGaN 表面への横方向の電子が注入されることで表面準位密度が増大した可能性が考えられる。また AlGaN/GaN HEMT のグート、ドレイン間のAlGaN 表面をO_2プラズマに曝すことで故意に酸化したところ、ドレイン電流減少及び電流コラブス効果の増大が確認された。以上から電極間のAIGaN表面がデバイス特性に大きく影響を与えることがわかった。%We investigated interaction between surface leakage current of AlGaN/GaN heterostructure and surface state by using a dual gate structure. Bias stress of gate and ohmic contacts increased surface leakage current of the dual gate structure. Because of temperature dependence of suface leakage current, the conduction mechanizm of suface leakage current on AlGaN suface may be dominated by two-dimensional variable-range hopping. The electron injection from gate edge to AlGaN surface by bias stress may increase density of surface states on AlGaN surface. Then, we investigated effects of formation of thin oxide layer on the operation stability of AlGaN/GaN high electron mobility transistors (HEMTs). The O_2 plasma oxidation of the AlGaN surface caused significant reduction of drain current. The current collapse was clearly observed in this device. For these reasons, it is thought that AlGaN surface between electrodes is deeply related to characteristics of AlGaN/GaN HEMTs.