2018 Fiscal Year Research-status Report
液中レーザドーピングにおけるSiC表面温度のその場計測と不純物プロファイル制御
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17K06387
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| Research Institution | Sojo University |
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Principal Investigator |
池田 晃裕 崇城大学, 情報学部, 准教授 (60315124)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 2色法 / 表面温度 / 拡散係数 / コンタクト抵抗 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ロングパルス化したKrFエキシマレーザを用いたSiCへのAl不純物ドーピングについて，昨年度に引き続き研究を行った．本年度は2色法を用いてドーピング時のSiC表面温度の検出を試みた．レーザのフルーエンスは2.8 (J/cm^2)で，SiCから発光する600 (nm)，1000 (nm) の波長の光をオシロスコープで計測した．その結果ピーク温度は約3100 K とSiCの昇華温度とほぼ等しいことがわかった．またSiC温度がピークになる時間はレーザ照射開始から25nsec後であり，レーザ光のパワーがピークになる時間よりも20nsec程度遅れていることがわかった．
さらに，SiC中にAlをインプラした試料にレーザを照射し，その前後のAlプロファイルの変化からレーザ照射によるSiC中のAlの拡散係数を導出した．Alイオン注入は500℃にSiCを昇温して行った．加速エネルギーは40 (keV)，ドーズ量は 5.0×10^14 ( /cm^2) である．測定の結果，Alの拡散係数は1.05×10^－6 (cm^2/sec) であることがわかった．この値は炉を用いた1800℃での活性化アニール時に観測されている拡散係数よりも8桁ほど高い値である．
次に低コンタクト抵抗の金属電極形成プロセスへの適用を目指して，SiCのC面へAlのレーザドーピングを行い，TLM法でコンタクト抵抗の導出を行った．Alのドーピング深さは200nm程度，表面濃度は5×10^21 ( /cm^3 )である．ドーピング領域にTi/Al電極を用いてTLMパターンを形成した．測定の結果，コンタクト抵抗は4.0×10^-6 (Ohm・cm^2) となり非常に低い値が得られた．
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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
本年度は2色法を用いてドーピング時のSiC表面温度を実測しており，またレーザードーピング時Alの拡散係数もAlインプラサンプルを用いて導出しており，当初の予定通りおおむね順調に推移していると考えられる．また，レーザドーピング法を用いて従来に無い低コンタクト抵抗を実現できており，実用化にむけても順調に推移していると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
ロングパルス化したレーザドーピング法により，深さ200nm程度，表面濃度 5×10^21 ( /cm^3 )が得られ，Ti/Al電極に対するコンタクト抵抗は4.0×10^-6 (Ω・cm^2) が得られている．一方で，レーザー照射によりSiCへダメージが入ることが懸念されており，DLTSやフォトルミネッセンス法をもちいた結晶欠陥の評価を行いたいと考えている．また，JBSダイオードやBJTなどデバイスを作成してその電気的な特性を評価し，低ダメージかつ所望のドーピングプロファイルが得られるレーザ条件を探る．
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| Causes of Carryover |
２０１８年度より勤務先大学が変更になり，研究遂行に必要な物品に変化が現れたため．２０１９年度は繰り越した金額と合算してや金属膜の成膜装置の購入を行う．
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