2018 Fiscal Year Research-status Report
Tailoring the dierectric-SiC Interface using a new oxidation procedure with precursors and its application to MOSFETs
| Project/Area Number |
17K14653
|
|---|
| Research Institution | University of Tsukuba |
|---|
Principal Investigator |
岡本 大 筑波大学, 数理物質系, 助教 (50612181)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | シリコンカーバイド / パワーデバイス / ＭＯＳ界面 / ＭＯＳＦＥＴ / 界面準位 / チャネル移動度 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
SiO2/SiC界面欠陥の低減は、パワーデバイス応用上極めて重要な技術開発課題であるとともに、学術的に興味深い研究対象である。本提案においては、SiO2/SiC界面欠陥をさらに低減するため、前駆体層を熱酸化する手法を提案し、その効果を調査することを目的として研究を推進している。平成30年度においては、初年度の課題であった、堆積法によりパッシベーション元素を含んだ前駆体の組成比、および膜厚を精密に制御できる技術の制度を高めることに成功した。その前駆体層を用いて、パッシベーション元素を含んだSiO2膜を形成する実験を行った。パッシベーション元素のSiO2中の分布を制御し、SiO2/SiC界面近傍の狭い領域にパッシベーション元素が局所化させ、その濃度が目標とする21乗cm-3台となる条件を見出した。この酸化膜を用いてMOSキャパシタの作製を試みたが、十分界面準位密度を低減できたMOSキャパシタを作製するには至っていない。これに関しては、類似手法を用いて実験を継続している。一方、申請書には、作製した素子のホール効果測定などによる特性評価についても並行して実施することを記述していたが、こちらに関しては、ある程度の目途は立っている。本来は提案プロセスで作製した素子に対して、種々の手法での評価を行うことを記述していたが、類似サンプルを用いて評価手法の確立を行った。これまでにチャネル正孔輸送機構の解明につながるデータ等が得られており、SiC国際会議ECSCRMでの報告などの成果が得られている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究計画のうち、平成30年度の目標であった界面準位の低減の実証に関しては、当初想定していた"大幅な"低減効果は確認できなかった。計画書に記述したプロセス開発については、ブレークスルーを狙った挑戦的なものであり、リスクが高いものである。条件の最適化が十分にできていない可能性があり、さらに実験を進める必要があると考えている。一方で、計画書に記述したホール効果測定などの、素子評価手法の検討については目途が立った。総合的に考えると、研究計画で想定していた段階には完全に達していないため、やや遅れている状況であるといえる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
研究計画のうち、完遂に至っていない界面準位低減効果実証に向けた実験を引き続き行っていく。未公表の手法が含まれるためここには記述しないが、SiO2/SiC界面のひずみを緩和するという観点での実験を進める。一方で、類似サンプルを用いた素子評価を並行して行うことにより成果が残るようにする。最終的にはプロセス開発の結果と評価手法の双方を活かし、界面準位低減メカニズム低減とチャネル移動度向上の指針を示すことを目指す。
|
| Causes of Carryover |
未使用額が発生した理由は、研究の進捗状況に合わせ、予算執行計画を変更したためである。平成30年度は、主に本学で行うことが困難であるSIMSの外注、他大学での実験の際の出張費、成果報告に関する費用などに用いた。限られた予算を節約しながら有効に使用しているため、次年度使用額が生じた。来年度はこの未使用額を用いてデバイス試作回数と物理分析の回数を増やすことで、研究を加速して推進していく。
|
