Investigation of the dominant scattering origins in the SiC-MOS interface and reduction of channel resistance through their suppression

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04166
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Sometani Mitsuru 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (60783644)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平井 悠久 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究員 (10828122) ; 升本 恵子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (60635324)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: SiC / MOS界面 / パワーデバイス / 散乱 / 移動度 / プロセスインテグレーション

Outline of Final Research Achievements

In this study, we researched a process to reduce the channel resistance of SiC-MOSFETs by suppressing the unique scattering mechanisms of channel electrons at the MOS interface. We focused on the atomic-scale roughness of the MOS interface in SiC. Therefore, we attempted to fabricate MOSFETs with a flat interface. Although we did not achieve the ultimate goal of fabricating MOSFETs with an atomically flat interface, we were able to correlate interface flatness with mobility and gain insights into the factors contributing to scattering.

Free Research Field

電気電子材料工学関連

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

当初目指していた原子的平坦な界面を有するMOSFETの完成には至れなかったが、界面平坦性と移動度の相関から、SiC-MOS界面の特異な散乱の要因を明らかにすることで、SiC-MOSFETのさらなるポテンシャルを示した。今後は本研究で得られた指針をもとに、SiC-MOSのプロセス開発が加速されていくものと考えられる。