2017 Fiscal Year Annual Research Report
Two-dimensional characterization of degradation mechanism in metal/wide-bandgap semiconductor contacts by scanning internal photoemission microscopy
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15K05981
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
塩島 謙次 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (70432151)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 明弘 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (10251985)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ショットキー電極 / 2次元評価 / GaN / SiC |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では我々が独自に開発した2次元評価法（界面顕微光応答法）が、ワイドバンドギャップ半導体上に形成した電極の劣化機構の解明に適応できることを実証することが目的である。本研究ではGaN、及びSiCショットキー電極に高電圧印加、又は熱処理を行い、デバイスの実動作環境における劣化過程、及び結晶欠陥等の不均一性の原因を評価する。初年度は高電圧印加装置の立ち上げ、H28年度は半導体表面の損傷や、結晶に粒界を多く持つ3C-SiC/4H-SiC上のNi電極、及び酸化物半導体であるIGZO上に形成した電極の電圧印加劣化の2次元評価を行った。
H29年度はGaN,SiC,Ga2O3の材料で幅広い成果を得ることが出来た。GaNでは、ICPエッチングによる微量な損傷を高感度に検出することができた。また、表面モフォロジーの違いによる炭素の取り込み量の変化も、抵抗率の違いとして2次元評価に成功した。損傷の評価においては、Si基板上に成長したAlGaN/GaN構造でクラック、ヒロックの影響を可視化できた。更に、印刷法でGaN表面に形成したAg電極の評価にも有効であることを示した。SiCでは、6H-SiC基板上の3C-SiC層を評価し、粒界で障壁が低下することを明らかにした。また、Ni/SiN/SiCのMIS構造では、高電圧印加による劣化の初期過程の評価に成功した。Ga2O3の評価ではTi,Fe電極の熱劣化過程を可視化し、400度C以上で急激に劣化が進行することを明らかにした。
このように、本手法を用いるとワイドバンドギャップ半導体の幅広い材料系の電極に対して、劣化、結晶性との相関をマクロな視野で2次元評価出来ることが実験的に実証された。
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[Book] Semiconductor Process Integration 102017
Author(s)
J. Murota, C. L. Claeys, H. Iwai, M. Tao, S. Deleonibus, A. Mai, K. Shiojima, P. Chin,
Total Pages
309
Publisher
The Electrochemical Society, 65 South Main Street, New Jersey, USA
ISBN
978-1-62332-464-3
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