2020 Fiscal Year Annual Research Report
炭化ケイ素MOS界面におけるキャリア輸送に関する理論研究
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19K23514
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
田中 一 大阪大学, 工学研究科, 助教 (40853346)
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2019-08-30 – 2021-03-31
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| Keywords | SiC / MOS界面 / Hall移動度 / 散乱過程 / モンテカルロ法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、炭化ケイ素（SiC）MOS界面におけるキャリア輸送の理論モデル構築を主目標として研究を行っている。
2020年度には、前年度に行った、フォノン散乱・イオン化不純物散乱・界面ラフネス散乱・界面固定電荷および界面準位捕獲電子によるクーロン散乱・電気的に中性な欠陥による散乱を考慮した、モンテカルロ法によるHall移動度の計算において、電気的に中性な欠陥の空間的な分布を表すパラメータを用いて実験結果へのフィッティングを行った。その結果、実験的に報告されている、SiC MOSFETにおけるHall移動度のボディ層アクセプタ密度依存性を、ある程度再現することに成功した。これに基づき、Hall移動度だけでなく、ドリフト移動度、およびデバイスとしての特性を記述する実効移動度の検討も行った。さらに、SiC MOS界面において存在しうるポテンシャル揺らぎを考慮した移動度の解析も行った。
また、上記に加えて、SiC MOS反転層における電子状態の精密な記述へ向けて、経験的擬ポテンシャル法を用いた、バルクSiCの電子状態・三角ポテンシャルにおける2次元電子状態の計算を行い、結晶構造を考慮した電子状態の解析が可能であることを示した。
モンテカルロ法によるキャリア輸送計算の手法を利用して前年度開始した、高電界印加時のキャリア輸送の解析についても、前年度と比べてより詳細な解析を行った。具体的には、仮定するバンド構造として、より幅広い条件を考慮した計算を行うとともに、散乱レートを変化させた場合の計算も行った。これらの検討により、バンド構造および散乱過程がキャリアのドリフト速度や衝突イオン化係数などの高電界輸送特性に与える影響に関して理解を深めた。
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