Surface passivation of GaN and GaN/AlGaN heterostructures by dielectric films and its application to insulated-gate heterostructure transistors

异质结 材料科学 光电子学 钝化 电介质 晶体管 宽禁带半导体 氮化镓 栅极电介质 外延 制作 电容 图层(电子) 纳米技术 电气工程 电压 工程类
作者
Tamotsu Hashizume,Shinya Ootomo,T. Inagaki,Hideki Hasegawa
出处
期刊:Journal of vacuum science & technology [American Vacuum Society]
卷期号:21 (4): 1828-1828 被引量:206
标识
DOI:10.1116/1.1585077
摘要

We have systematically investigated effects of plasma processing, formation of Si-based dielectrics, and formation of a thin Al2O3 film on the chemical and electronic properties of GaN and GaN/AlGaN heterostructure surfaces. The surface treatment in H2-plasma excited by electron-cyclotron-resonance (ECR) source, produced nitrogen-vacancy-related defect levels at GaN and AlGaN surfaces, while the ECR-N2-plasma treatment improved electronic properties of the surfaces. The deposition of a SiO2 film on GaN and AlGaN surfaces was found to induce high-density interface states, due to unexpected and uncontrollable oxidation reactions on the surfaces during the deposition process. In comparison, the SiNx/GaN passivation structure prepared by ECR-plasma assisted chemical vapor deposition showed good interface properties with the minimum Dit value of 1×1011 cm−2 eV−1. However, excess leakage currents governed by Fowler–Nordheim tunneling were observed in the SiNx/Al0.3Ga0.7N structure, due to a relatively small con...
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