2016 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement of SiO2/SiC interface properties with beam induced interface reactions and subsequent defect passivation
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15K13951
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
渡部 平司 大阪大学, 工学研究科, 教授 (90379115)
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2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 電子・電気材料 / パワーエレクトロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
熱酸化SiO2/SiC界面欠陥の理解は学術的に興味深い研究対象であると共に、その修復過程の確立はSiCパワーデバイス応用上重要な技術開発課題である。従来は、SiC-MOSデバイスの電気特性評価や各種の物理分析から、界面欠陥の理解とMOSデバイス性能向上を目指した研究事例が多いが、本研究はMOS界面欠陥と光或いは電子ビームとの相互作用に着目し、界面欠陥の起源や物性を理解すると共に、界面電気特性改善手法を探る挑戦的な試みである。当該年度では、前年度に引き続き電子ビームと界面欠陥との相互作用を評価し、熱酸化SiC-MOS界面に特徴的なイエロールミネッセンス強度から、電子線と発光性界面欠陥との相互作用、さらには各種後熱処理に伴う欠陥修復過程の評価を継続した。その結果、SiC表面の熱酸化で形成される発光性界面欠陥は、ダングリングボンド等の界面終端に有効な希釈水素ガス雰囲気中の後熱処理を1000℃の高温で実施しても発光強度の顕著な低下は見られなかった。これらの実験結果から、発光性の界面欠陥は極めて安定であり、その崩壊には通常の熱プロセスでは困難であることが推察される。その観点からは、本研究で提案するビーム励起界面反応による欠陥崩壊が効果的であると言える。一方、プロセス構築の観点からは高ドーズの電子ビーム照射は結晶欠陥を誘起することから、当該年度においても前年度と同様に紫外線照射実験を中心に欠陥崩壊と修復効果を期待して実験を継続した。具体的には高温酸化時に外部から紫外線を導入し、SiC表面の高温光照射酸化の基礎検討を実施したが、MOS界面の電気特性評価からは有意な差異は観測できなかった。その理由として、紫外線の界面欠陥との相互作用（反応断面積）が電子ビームのそれと比較して弱いため、今回の基礎検討実験を行った装置構成では、十分な効果が得られないとの結論に至った。
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