2019 Fiscal Year Annual Research Report
Research on Silicon Carbide Harsh Environment Electronics
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17H03253
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
黒木 伸一郎 広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 教授 (70400281)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大島 武 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 上席研究員(定常) (50354949)
牧野 高紘 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主任研究員(定常) (80549668)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | シリコンカーバイド / 極限環境エレクトロニクス / CMOS集積回路 / 電子デバイス / 耐放射線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
埋込ゲート構造によるセルフアライン4H-SiC MOSFETsの研究を進めた。特に埋め込みゲート構造ではソース・ドレイン部を一括で不純物イオン注入を行うため、イオン注入の制御が必要となり、この高精度制御の研究を進め、イオン注入角の制御により制御が可能であることを示した。この研究を短チャネルMOSFETsデバイスに適用し実証した。界面制御した酸化膜、特にBaOx膜をシリコン酸化膜とSiCチャネル界面に導入することで、移動度の向上を行い、更にこのゲート酸化膜を有するSiC MOSFETsのガンマ線照射特性の評価を進めた。ガンマ線照射により、移動度が向上する現象がみられ、このメカニズムを物理的に示した。Nb/Ni電極を用いたSiC基板上の高信頼オーミック電極の研究を進めた。この評価として、400℃で100時間の信頼性評価を進めた。特にNi/Nbの膜厚依存性と、CF4プラズマ照射による低抵抗化の研究を行った。高仕事関数でかつ高温でも信頼性の確保できるゲート電極材料として、TiN、TiC、さらにこれらの混合の電極を提案し、研究を進めた。TiN電極が高い仕事関数を有し、400℃以上の高温使用でも信頼性が保てることを示した。以上のことから、セルフアライン・プロセスで、短チャネル、 高移動度をもつデバイスを実現し、高周波駆動の実現を行う指針を示した。またSiC MOSFETsを用いたプロアンプ回路を設計し、400℃駆動の実証を行った。CMOSデバイス化の研究を進め、SiC基板の深堀エッチング方法と、その部分へのSiCエピタキシャル成長の研究を行った。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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