2019 Fiscal Year Annual Research Report
Effects of defects and surface structure on oxide film on non-polar 4H-SiC plane
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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 |
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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。令和元年度は4H-SiC (1-100)での拡張メカニズムを追検討した。さらにSiCの非極性面上の欠陥と表面形状の相関、酸化膜形成に及ぼす影響を検討するにあたってアモルファス構造をとるSiO2の結晶学を基にした欠陥構造解析の困難さを鑑み、SiCと同じ六方晶かつワイドバンドギャップ半導体であり、非破壊での転位3次元構造の観察が可能なGaNをモデル材料として転位を意図的に導入して非極性面上の転位構造をするとともに、その酸化物であるGa2O3中の転位構造の評価方法を開発した。
4H-SiC(1-100)M面モデル面に露出した基底面転位の電子線励起による転位の拡張とその閾値は昨年度明らかにしたが、本年度は拡張挙動の差異を調べた。(11-20)A面では、cコア転位が不動で、Siコア転位が可動とした片拡張が観察されたが、(1-100)M面では両拡張、片拡張、初期段階での拡張の停止など(11-20)A面とは異なる挙動が観察された。これらは、基底面転位分解時のコア構造が[11-20]に平行な場合と[1-100]と並行な場合で異なることと相関する。
また、GaN結晶に意図的に転位を導入し、基底面とピラミダル面にのる転位の存在を確認し、基底面に乗る転位は表面近傍、ピラミダル面に乗る転位は表面から内部に伸びていることを確認した。また、Ga2O3中に存在する転位の評価方法(X線トポグラフィ、TEM,エッチピット)等を開発した。今後、上記の知見を基に、GaN非極性面/酸化膜の評価解析法を確立した上でSiC非極性面の欠陥が酸化膜へ及ぼす影響の評価にフィードバックすることが課題である。
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Research Products
(5 results)
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[Presentation] Synchrotron X-Ray Topography Observation and Classification of Dislocations in β-Ga2O3 single crystal substrates grown by edge-defined film-fed growth2019
Author(s)
Yao, Yongzhao, Sugawara, Yoshihiro, Yukari, Ishikawa,Takahashi, Yumiko, Hirano, Keiichi
Organizer
Yao, Yongzhao, Sugawara, Yoshihiro, Yukari, Ishikawa,Takahashi, Yumiko, Hirano, Keiichi
Int'l Joint Research
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