2002 Fiscal Year Annual Research Report
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13450120
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
吉田 貞史 埼玉大学, 工学部, 教授 (70302510)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土方 泰斗 埼玉大学, 工学部, 助手 (70322021)
矢口 裕之 埼玉大学, 工学部, 助教授 (50239737)
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| Keywords | IV族半導体 / 炭化珪素(SiC) / 酸化膜 / 界面 / 分光偏光解析 / X線光電子分光 / 紫外光電子分光 |
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| Research Abstract |
SiC上の極薄酸化膜の形成過程および界面のミクロ構造を明らかにし、良好なSiC MOS構造を形成するための知見を得ることを目的として開発した、分光偏光解析でその場観察できる装置を用いて、SiCの酸化初期過程や、熱処理によるSiC-SiO_2界面構造の変化について研究を行い、その様子を明確にとらえることができた。とくに、SiCの酸化初期過程においては、SiO_2と化学量論組成が異なる酸化膜が形成していることや、SiCやSiO_2よりも大きな屈折率を有する界面層の屈折率が、熱処理によって変化することを見出した。また、γ線照射によって界面準位密度だけを増加させる方法を用いて作製したSiC MOS構造について分光偏光解析とC-V測定とを行うことにより、分光偏光解析でとらえた界面層の屈折率とMOSFETのチャンネル移動度に影響を与える界面準位密度との関係を明らかにした。さらに、角度分解X線光電子分光・紫外光電子分光測定により、熱処理に伴うSiC-SiO_2界面の組成・結合状態の変化を明らかにした。このように、本研究によってSiC-SiO_2界面構造に対する理解が深まるとともに、分光偏光解析法が、界面構造を評価するための優れた方法であることと、その場観察できる方法であることからデバイスプロセスのモニタリングへの応用も可能であることを実証することができた。また、従来SiO_2の光学定数を仮定して行っている酸化膜厚測定法では誤った値を与える問題点があることを初めて明らかにすることができた。
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[Publications] Y.Tomioka et al.: "Characterization of the Interfaces between SiC and Oxide Films by Spectroscopic Ellipsometry"Materials Science Forum. 389-393. 1029-1032 (2002)
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[Publications] Y.Hijikata et al.: "X-Ray Photoelectron Spectroscopy Studies of Post-Oxidation Process Effects on Oxide/SiC Interfaces"Materials Science Forum. 389-393. 1033-1036 (2002)
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[Publications] H.Yaguchi et al.: "Spatial Mapping of the Carrier Concentration and Mobility in SiC Wafers by Micro Fourier-Transform Infrared Spectroscopy"Materials Science Forum. 389-393. 621-624 (2002)
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[Publications] Y.Ishida et al.: "The Investigation of 4H-SiC/SiO_2 Interfaces by Optical and Electrical Measurements"Materials Science Forum. 389-393. 1013-1016 (2002)
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[Publications] Y.Hijikata et al.: "Photoemission Spectroscopy and In-Situ Spectroscopic Ellipsometry Studies on the Ar Post-Oxidation Annealing Effects of Oxide/SiC Interfaces"Proc. 1st Asia-Pacific Workshop on Widegap Semiconductors. 127-132 (2002)
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[Publications] 吉川正人 その他: "炭化ケイ素基板上に成長させた1200℃ドライ酸化膜中の界面欠陥の電気特性と熱アニーリング効果"電子情報通信学会誌. (印刷中).
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[Publications] 吉田貞史その他: "SiC素子の基礎と応用"オーム杜. 280 (2003)
