2014 Fiscal Year Annual Research Report
直接熱窒化層を用いたＳｉＣＭＩＳ構造の作製と電力用ＦＥＴへの応用
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24560371
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
上村 喜一 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (40113005)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 炭化ケイ素 / SiC / 直接窒化 / MIS / 界面制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高周波グロー放電によるプラズマ窒化がSiC表面を窒化するために有効であることを研究期間全体を通じで示した。とりわけ最終年度において水素添加による効率的な窒化を実現した。堆窒素中に少量の酸素を加えた雰囲気による処理が界面特製改善のために有効である可能性を見出した。窒化反応に純窒素プラズマを用いた場合よりも窒素中に少量の水素を加えることで窒素ラジカルが活性化され，酸化物の少ない界面層を実現できた。このことは単にMISFETのゲート前縁膜としての応用だけでなく，広くSiC素子に安定で界面欠陥の少ない表面保護膜を実現するための基礎技術として有効である。
水素雰囲気下の熱処理により界面特製が改善できることを見出した。様々な条件で絶縁膜堆積後の熱処理を行い，界面特性の改善に対して水素雰囲気での熱処理が最も効果的であることを見出した。また，水素を少量含む窒素雰囲気での熱処理は堆積絶縁膜自体の特性改善に対しても有効であることを見出した。
また、最終年度において，ET作製のためにイオン注入（外注）によるソース・ドレイン接合に替えて多結晶Siとのヘテロ接合によるソース・ドレイン電極をもつSiCMISFETを試作するとともに特性評価と作製工程の検討を行った。作製したSiCMISFETは飽和特性を示したが，ソースからの電子注入に問題があり期待通り高い易動度を示すことはできなかったが，提案した構造でMISFETが動作することは確かめられた。
以上のような実験的な検討により，直接窒化層を界面制御層として用いたSiO2／窒化層／SiC構造が高移動度MISFET実現のための基礎技術の1つとなり得ることを実証することができた。
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