Research on computational analysis of interface defective structure of oxide film of silicon carbide semiconductor

• Project/Area Number: 19560329
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Electronic materials/Electric materials
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: MIYASHITA Atsumi Japan Atomic Energy Agency, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (00354944)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2008: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2007: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: 炭化ケイ素 / 第一原理計算 / 分子動力学 / 界面構造 / 欠陥準位 / 炭化珪素半導体 / 界面物理 / 欠陥構造

Research Abstract

極限環境下で使用される素子として期待されている炭化ケイ素半導体デバイスは、素子特性向上のため界面欠陥構造を解析する事が急務となっている。酸化膜界面の原子・電子構造を解析するため、第一原理分子動力学計算コードを用いた加熱・急冷シミュレーションにて界面構造モデルを生成した所、実素子と同様な良好なアモルファス酸化膜界面構造を生成出来る温度プロファイルを決定する事に成功し、界面における微小原子接続構造を導出した。

Research Products

• [Journal Article] Dynamical simulation of SiO2/4H-SiC interface on C-face oxidation process: from first principles (2009)
  • Author(s): T.Ohnuma, A.Miyashita, M.Iwasawa, M.Yoshikawa, H.Tsuchida
  • Journal Title: Materials Science Forum 600-603 Pages: 591-594
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamical simulation of SiO_2/4H-SiC interface on C-face oxidation process : from first principles (2009)
  • Author(s): T. Ohnuma, A. Miyashita, M. Iwasawa, M. Yoshikawa, H. Tsuchida
  • Journal Title: Materials Science Forum 600-603 Pages: 591-594
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] First-Principles Molecular Dynamics Simulation of Oxide Layer for SiC Devices (2008)
  • Author(s): A.Miyashita, T.Ohnuma, M.Iwasawa, M.Yoshikawa, et al.
  • Journal Title: Annual Report of the Earth Simulator Center Apr.2007-Mar.2008 Pages: 239-243
• [Journal Article] First-Principles Molecular Dynamics Simulation of Oxide Layer for SiC Devices (2008)
  • Author(s): A. Miyashita, T. Ohnuma, M. Iwasawa, M. Yoshikawa, et al.
  • Journal Title: Annual Report of the Earth Simulator Center Apr.2007-Mar.2008 Pages: 239-243
• [Journal Article] Generation of amorphous SiO2/SiC interface structure by the first-principles molecular dynamics simulation (2007)
  • Author(s): A.Miyashita, T.Ohnuma, M.Iwasawa, H.Tsuchida, M.Yoshikawa
  • Journal Title: Materials Science Forum 556-557 Pages: 521-524
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamical simulation of SiO2/4H-SiC(0001) interface oxidation process: from firstprinciples (2007)
  • Author(s): T.Ohnuma, A.Miyashita, M.Iwasawa, M.Yoshikawa, H.Tsuchida
  • Journal Title: Materials Science Forum 556-557 Pages: 615-620
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] First-Principles Molecular Dynamics Simulation of Oxide Layer for SiC Devices (2007)
  • Author(s): A.Miyashita, T.Ohnuma, M.Iwasawa, M.Yoshikawa, et al.
  • Journal Title: Annual Report of the Earth Simulator Center Apr.2006-Mar.2007 Pages: 241-245
• [Journal Article] Generation of amorphous SiO_2/SiC interface structure by the first-principles molecular dynamics simulation (2007)
  • Author(s): A. Miyashita, T. Ohnuma, M. Iwasawa, H. Tsuchida, M. Yoshikawa
  • Journal Title: Materials Science Forum 556-557 Pages: 521-524
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamical simulation of SiO_2/4H-SiC(0001)interface oxidation process:from first-principles (2007)
  • Author(s): T. Ohnuma, A. Miyashita, M. Iwasawa, M. Yoshikawa, H. Tsuchida
  • Journal Title: Materials Science Forum 556-557 Pages: 615-620
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] First-Principles Molecular Dynamics Simulation of Oxide Layer for SiC Devices (2007)
  • Author(s): A. Miyashita, T. Ohnuma, M. Iwasawa, M. Yoshikawa, et. al.
  • Journal Title: Annual Report of the Earth Simulator Center Apr.2006-Mar.2007 Pages: 241-245
• [Presentation] 第一原理分子動力学シミュレーションで生成されたアモルファスSiO2/SiC界面原子構造における界面接続モデル (2009)
  • Author(s): 宮下敦巳、大沼敏治、岩沢美佐子、土田秀一、吉川正人
  • Organizer: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 筑波
  • Year and Date: 2009-03-30
• [Presentation] 第一分子動力学法によるSiO2/4H-SiC C面酸化過程シミュレーション : 温度の効果 (2009)
  • Author(s): 大沼敏治、宮下敦巳、岩沢美佐子、吉川正人、土田秀一
  • Organizer: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 筑波
  • Year and Date: 2009-03-30
• [Presentation] 第一原理分子動力学シミュレーションで生成されたアモルファスSiO_2/SiC界面原子構造における界面接続モデル (2009)
  • Author(s): 宮下敦巳, 大沼敏治, 岩沢美佐子, 土田秀一, 吉川正人
  • Organizer: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 筑波
  • Year and Date: 2009-03-30
• [Presentation] 第一分子動力学法によるSiO_2/4H-SiC C面酸化過程シミュレーション:温度の効果 (2009)
  • Author(s): 大沼敏治, 宮下敦巳, 岩沢美佐子, 吉川正人, 土田秀一
  • Organizer: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 筑波
  • Year and Date: 2009-03-30
• [Presentation] 第一原理分子動力学法にて生成された大規模アモルファスSiO2/SiCモデルにおける界面構造 (2008)
  • Author(s): 宮下敦巳、大沼敏治、岩沢美佐子、土田秀一、吉川正人
  • Organizer: シリコンカーバイドおよび関連ワイドギャップ半導体研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-12-08
• [Presentation] SiO2/4H-SiC C面における酸化過程の動的シミュレーション : 温度の効果 (2008)
  • Author(s): 大沼敏治、宮下敦巳、岩沢美佐子、吉川正人、土田秀一
  • Organizer: シリコンカーバイドおよび関連ワイドギャップ半導体研究会 第17回講演会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-12-08
• [Presentation] 第一原理分子動力学法にて生成された大規模アモルファスSiO_2/SiCモデルにおける界面構造 (2008)
  • Author(s): 宮下敦巳, 大沼敏治, 岩沢美佐子, 土田秀一, 吉川正人
  • Organizer: シリコンカーバイドおよび関連ワイドギャップ半導体研究会 第17回講演会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-12-08
• [Presentation] SiO_2/4H-SiC C面における酸化過程の動的シミュレーション : 温度の効果 (2008)
  • Author(s): 大沼敏治, 宮下敦巳, 岩沢美佐子, 吉川正人, 土田秀一
  • Organizer: シリコンカーバイドおよび関連ワイドギャップ半導体研究会 第17回講演会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-12-08
• [Presentation] Amorphous SiO2/SiC interface defect structure generated with first-principle molecular dynamics simulation (2008)
  • Author(s): A.Miyashita, T.Ohnuma, M.Iwasawa, H.Tsuchida, M.Yoshikawa
  • Organizer: 2008 MRS fall meeting
  • Place of Presentation: Boston
  • Year and Date: 2008-12-02
• [Presentation] Amorphous SiO_2/SiC interface defect structure generated with first-principle molecular dynamics simulation (2008)
  • Author(s): A. Miyashita, T. Ohnuma, M. Iwasawa, H. Tsuchida, M. Yoshikawa
  • Organizer: 2008 MRS fall meeting
  • Place of Presentation: Boston
  • Year and Date: 2008-12-02
• [Presentation] 第一原理分子動力学法によるSiO2/SiC界面の大規模数値解析 (2008)
  • Author(s): 宮下敦巳、大沼敏治、岩沢美佐子、土田秀一、吉川正人
  • Organizer: 第3回高崎量子応用研究シンポジウム
  • Place of Presentation: 高崎
  • Year and Date: 2008-10-09
• [Presentation] 第一原理分子動力学法によるSiO_2/SiC界面の大規模数値解析 (2008)
  • Author(s): 宮下敦巳, 大沼敏治, 岩沢美佐子, 土田秀一, 吉川正人
  • Organizer: 第3回高崎量子応用研究シンポジウム
  • Place of Presentation: 高崎
  • Year and Date: 2008-10-09
• [Presentation] Dynamical simulation of SiO2/4H-SiC C-face interface oxidation process at 1500K (2008)
  • Author(s): T.Ohnuma, A.Miyashita, M.Iwasawa, M.Yoshikawa, H.Tsuchida
  • Organizer: E-MRS 2008
  • Place of Presentation: Warsaw
  • Year and Date: 2008-09-15
• [Presentation] Dynamical simulation of SiO_2/4H-SiC C-face interface oxidation process at 1500K (2008)
  • Author(s): T. Ohnuma, A. Miyashita, M. Iwasawa, M. Yoshikawa, H. Tsuchida
  • Organizer: E-MRS 2008
  • Place of Presentation: Warsaw
  • Year and Date: 2008-09-15
• [Presentation] アモルファスSiO2/SiC界面構造の第一原理計算による生成III (2008)
  • Author(s): 宮下敦巳、大沼敏治、岩沢美佐子、土田秀一、吉川正人
  • Organizer: 2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 船橋
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Presentation] SiO2/4H-SiC(000-1)C面における酸化過程の第一原理分子動力学計算 (2008)
  • Author(s): 大沼敏治、宮下敦巳、岩沢美佐子、吉川正人、土田秀一
  • Organizer: 2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 船橋
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Presentation] アモルファスSiO_2/SiC界面構造の第一原理計算による生成III (2008)
  • Author(s): 宮下 敦巳、大沼 敏治、岩沢 美佐子、土田 秀一、吉川 正人
  • Organizer: 2008年春季第55回応用物理学関係連合講i演会
  • Place of Presentation: 船橋
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Presentation] SiO_2/4H-SiC(000-1)C面における酸化過程の第一原理分子動力学計算 (2008)
  • Author(s): 大沼 敏治、宮下 敦巳、岩沢 美佐子、吉川 正人、土田 秀一
  • Organizer: 2008年春季第55回応用物理学関係連合講i演会
  • Place of Presentation: 船橋
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Presentation] シミュレーションによるアモルファスSiO2/SiC界面の生成 ~温度条件による界面構造の違い~ (2007)
  • Author(s): 宮下敦巳、大沼敏治、岩沢美佐子、土田秀一、吉川正人
  • Organizer: SiC及び関連ワイドギャップ半導体研究会第16回講演会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2007-11-29
• [Presentation] SiO2/4H-SiC(000-1)C面における熱酸化過程の第一原理分子動力学シミュレーション -Si 面との違い- (2007)
  • Author(s): 大沼敏治、宮下敦巳、岩沢美佐子、吉川正人、土田秀一
  • Organizer: SiC及び関連ワイドギャップ半導体研究会第16回講演会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2007-11-29
• [Presentation] シミュレーションによるアモルファスSiO_2/SiC界面の生成〜温度条件による界面構造の違い〜 (2007)
  • Author(s): 宮下 敦巳、大沼 敏治、岩沢 美佐子、土田 秀一、吉川 正人
  • Organizer: SiC及び関連ワイドギャップ半導体研究会第16回講演会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2007-11-29
• [Presentation] SiO_2/4H-SiC(000-1)C面における熱酸化過程の第一原理分子動力学シミュレーション-Si面との違い- (2007)
  • Author(s): 大沼 敏治、宮下 敦巳、岩沢 美佐子、吉川 正人、土田 秀一
  • Organizer: SiC及び関連ワイドギャップ半導体研究会第16回講演会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2007-11-29
• [Presentation] Dynamical simulation of SiO2/4H-SiC interface on C-face oxidation process: from first principles (2007)
  • Author(s): T.Ohnuma, A.Miyashita, M.Iwasawa, M.Yoshikawa, H.Tsuchida
  • Organizer: International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2007
  • Place of Presentation: Otsu
  • Year and Date: 2007-10-19
• [Presentation] Dynamical simulation of SiOa/4H-SiC interface on C-face oxidation process:from first principles (2007)
  • Author(s): T. Ohnuma, A. Miyashita, M. Iwasawa, M. Yoshikawa, H. Tsuchida
  • Organizer: International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2007
  • Place of Presentation: Otsu
  • Year and Date: 2007-10-19
• [Presentation] 第一原理計算によるSiC酸化と界面準位発生の問題-界面構造生成と欠陥構造- (2007)
  • Author(s): 宮下敦巳、大沼敏治、岩沢美佐子、土田秀一、吉川正人
  • Organizer: SiC及び関連ワイドギャップ半導体研究会 第2回個別討論会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-07-27
• [Presentation] 第一原理計算によるSiC酸化と界面準位発生の問題-熱酸化過程の動的シミュレーション- (2007)
  • Author(s): 大沼敏治、宮下敦巳、岩沢美佐子、吉川正人、土田秀一
  • Organizer: SiC及び関連ワイドギャップ半導体研究会第2回個別討論会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-07-27
• [Presentation] 第一原理計算によるSiC酸化と界面準位発生の問題-界面構造生成と欠陥構造- (2007)
  • Author(s): 宮下 敦巳、大沼 敏治、岩沢 美佐子、土田 秀一、吉川 正人
  • Organizer: SiC及び関連ワイドギャップ半導体研究会第2回個別討論会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-07-27
• [Presentation] Firstprinciples molecular dynamics study of the oxidation process in the SiO2/4HSiC( 0001) interface (2007)
  • Author(s): T.Ohnuma, A.Miyashita, M.Iwasawa, M.Yoshikawa, H.Tsuchida
  • Organizer: Conference on Computational Physics 2007
  • Place of Presentation: Brussels
• [Presentation] First-principles molecular dynamics study of the oxidation process in theSiO_2/4H-SiC(0001)interface (2007)
  • Author(s): T. Ohnuma, A. Miyashita, M. Iwasawa, M. Yoshikawa, H. Tsuchida
  • Organizer: Conference on Computational Physics 2007
  • Place of Presentation: Brussels