2017 Fiscal Year Annual Research Report
Measurements and analysis of electronic properties and interface structure of diamond MOS structures with extremely high two-dimensional carrier concentration
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15H03977
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
嘉数 誠 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50393731)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 和敏 佐賀大学, シンクロトロン光応用研究センター, 准教授 (30332183)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ワイドギャップ半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題はダイヤモンドMOS構造を高周波パワー素子に応用するための基礎研究である。本年度の具体的な成果は下記の通りである。
１．MOS構造の原子界面構造や熱的安定化機構の解明 本年度は、MOS構造の劣化機構について、FETを連続動作させゲートリークの測定を行った。その結果、絶縁膜であるAl2O3膜のゲート端で高電界が印加されると急激にリーク電流が増加し、破壊に至ることがわかった。この成果は、Electronics Letter誌に投稿した。
２．ダイヤMOS界面電荷密度、界面準位の解明 容量電圧特性やコンダクタンス法による界面準位と界面電荷の算出の手法をダイヤモンドMOS構造で確立した。その結果、NO2によるp型ドーピングを施すと、Al2O3/H-ダイヤモンド界面に負電荷をもつ界面電荷が形成され、これが、ヘテロ界面に形成されるホールとなっていることが分かった。この成果は、Japanese Journal of Applied Physics誌に投稿した。
３．シンクロトロン光によるダイヤモンドMOS構造の電子状態の解明 水素終端ダイヤ試料へのドーピングで、従来のNO2ドーピングとNO、SO2ドーピングを、シンクロトロン光を用いた光電子分光法（XPS/UPS/XANES）測定で、比較したところ、酸素由来の界面準位が同様に観察され、価電子帯不連続値ΔEvがNO2よりやや小さい結果が得られた。これは、ヘテロ界面に蓄積するホール濃度が、NO2で高く、NO、SO2で低いという結果と、つじつまの合う結果であり、我々が提唱する吸着分子とLUMO/SOMO準位による機構を裏付ける結果となった。この成果はJapanese Journal of Applied Physics誌に投稿した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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