2018 Fiscal Year Research-status Report
4H-SiC非極性面の欠陥と表面形状が酸化膜へ及ぼす影響の検討
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17K05049
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| Research Institution | Japan Fine Ceramics Center |
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Principal Investigator |
石川 由加里 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 主席研究員 (60416196)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅原 義弘 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 上級研究員 (70466291)
姚 永昭 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 上級研究員 (80523935)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 4H-SiC / M面 / 基底面転位 / 積層欠陥 / 部分転位 / CL / GaN |
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| Outline of Annual Research Achievements |
SiCバイポーラデバイスの信頼性を低下させる基底面転位の拡張挙動を平成29年度の４H-SiC(11-20)の観察に続き、平成30年度は4H-SiC (1-100)から観察し、その拡張メカニズムを検討した。まず、4H-SiC(1-100)M面モデル面に露出した基底面転位を電子線で励起し転位が拡張して積層欠陥を形成することをCLで確認した。また、基底面転位の拡張割合は電流密度に比例して増加するが、閾値を超えると飽和した。飽和値は6割である。基底面転位拡張にも閾値があり実験条件下では10nAということを確認した。同様にGaN(1-100)面についても電子線励起による転位の拡張挙動をCLとMPLを用いて観察した。GaN結晶中の基底面転位の電子線励起による移動は確認できたが、拡張は確認されず、六方晶系のワイドバンドギャップ半導体でも電子励起下における転位の挙動が異なることがわかった。また、GaN中の基底面転位は移動の閾値電流が実験条件下では1nAと低いが移動割合も1％程度と非常に低い。また、移動する基底面転位の割合は電流値と相関がないことがわかった。GaN中には可動（ピン止めされていない）転位の割合は少ないが、その移動に必要なエネルギーは小さいと推定している。また、移動した転位は<1-100>に平行になる（安定方向）ことがわかった。
基底面転位の両非極性面における電子線励起下での挙動について理解が進んだので、非極性面の欠陥と表面形状の相関、酸化膜形成に及ぼす影響については令和１年度に実施予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度の研究から、非極性面からの転位拡張挙動の重要性がわかったため、平成30年度は非極性面M面の転位の拡張挙動の観察・検討を実施する計画であった。実際、m面における電子線励起による基底面転位の拡張の確認、拡張割合の増加と飽和、拡張の閾値の存在等を明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
基底面転位の両非極性面における電子線励起下での挙動について理解が進んだので、非極性面の欠陥と表面形状の相関、酸化膜形成に及ぼす影響については令和１年度に実施予定である。
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| Causes of Carryover |
次年度に実施予定の表面形状評価に、費用が嵩むことが予測されたため節約した。
次年度は表面形状評価および、学会発表を計画しているためその参加費・旅費として使用を計画している。
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