MOCVD法による4インチSi基板上GaN及びAlGaN/GaNヘテロ構造の結晶成長

摘要

MOCVD法により、4インチSi基板上へAlGaN/AIN中間層およびGaN/AlN多層膜を介してGaNを成長した。 AlGaN/AlN中間層膜厚依存性を調べたところ、中間層膜厚の増加と共にGaN表面のビット数が減少し、GaN/AlN多層膜の周期性を改善することがわかった。中間層をAlGaN/AlN(40/8nm)として膜厚1 μmのGaNを成長したところ、表面にクラックは全く観察されず、GaNのX線ロッキングカーブ半値幅は800 arcsecという比較的狭い値が得られた。 さらにAlGaN/GaNヘテロ構造を成長し、室温下でホール効果測定を行ったところ、シートキヤリア密度1.1～1.4 ×10{sup}13 cm{sup}(-2)、移動度900～1080 cm{sup}2/V·sという高い値が得られた。 さらにこの試料を用いて高電子移動度トランジスター(HEMT)を作製した。 試作した4インチSi基板上AlGaN/GaN HEMT(ゲート長2 μm)の特性を評価したところ、最大相互コンダクタンスg{sup}(mmax)は142 mS/mm、最大ドレインーソース電流I{sup}(DSmax)は395 mA/mmという良好な藤性を得た。