【雑誌掲載】Origin of shallow hole traps at GaN/SiO₂ interface studied from density functional theory

https://journals.aps.org/prmaterials/abstract/10.1103/yn7x-9ldh.

GaN/SiO₂界面における浅いホールトラップの起源に関する研究成果が、米国物理学会誌 Physical Review Materials に掲載されました。

本研究では、GaN系MOSFETの性能向上において課題となる浅いホールトラップについて、現実的なGaN/GaOₓ/SiO₂界面モデルを用いた第一原理計算を実施しました。その結果、酸素空孔などの従来型の点欠陥が存在しない場合でも、GaN/SiO₂界面に自然形成されるアモルファスGaOₓ層そのものがホールトラップの主要な起源となることを明らかにしました。

特に、低配位の酸素原子の2p軌道に由来するtail stateにホールが局在し、Ga–O結合の伸長に伴ってその電子準位がGaNのバンドギャップ内へ移動することで、浅いホールトラップが形成されることを示しました。