Abstract In this paper, we report the effects of 800 °C SiO 2 cap annealing on the Al 2 O 3 /p-type GaN (p-GaN):Mg and SiO 2 /p-GaN:Mg interfaces formed at relatively low temperatures, as determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and sub-bandgap-light-assisted capacitance–voltage ( C–V ) measurement. For the sample with capless annealing at 800 °C and subsequent HF treatment before the Al 2 O 3 /p-GaN interface formation by atomic layer deposition at 300 °C, its C–V characteristics indicated the existence of high-density midgap states. By SiO 2 cap annealing and subsequent HF treatment to remove the cap layer, we found that the Al 2 O 3 /p-GaN interface showed a reduction in midgap state density. The same effect was confirmed at the SiO 2 /p-GaN interface. Taking this finding and XPS results together, we consider the possibility that SiO 2 cap annealing at 800 °C and the subsequent HF treatment prior to the formation of the Al 2 O 3 /p-GaN and SiO 2 /p-GaN interfaces led to the reduction of interface disorder.

Abstract The effects of SiO 2 cap annealing at 800 °C on Ga-polar n-type and p-type GaN (0001) surfaces were compared by X-ray photoelectron spectroscopy. We found that the native oxide thickness at the GaN surfaces is usually at the monolayer level regardless of the process step, except immediately after SiO 2 cap annealing for p-type GaN. Furthermore, for both conduction types, the surface Fermi level is located between the conduction band edge and the charge neutrality level regardless of the process step, which indicated that donor-like defects existed in the vicinity of the p-type GaN surfaces.