2015 Fiscal Year Annual Research Report
パワー半導体への適用を目指した液体プロセスによるSiC膜の研究
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26630127
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
井上 聡 北陸先端科学技術大学院大学, グリーンデバイス研究センター, 教授 (60553237)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
徳光 永輔 北陸先端科学技術大学院大学, グリーンデバイス研究センター, 教授 (10197882)
下田 達也 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 教授 (70447689)
増田 貴史 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 助教 (70643138)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | Silicon carbide / Solution process / Power device / Liquid material / Contact resistance |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液体シリコン材料（シクロペンタシラン）と、液体カーボン材料（シクロヘキセン）を原料としてSiC-inkを合成し、SiC-inkにより形成したSiC薄膜の物性評価とデバイスへの応用を検討した。
１ 膜の基礎物性：SiC-inkに3wt%のデカボランを添加したp型SiC-inkを合成し、液相蒸着法によりp型Si膜を形成した。Inverse photoemission spectroscopy (IPES)法によりConduction band minima (CBM)を、Photon yield spectroscopy (PYS)法によりValence band maxima (VBM)を測定した結果、SiC-inkにおけるカーボンソース比率の増大に伴い、CBMとVBMそれぞれがBand Gapが増大する方向にシフトすることが明らかになった。
２ SiCパワーデバイスへの応用：上記の特長は、SiCパワーデバイスの性能向上、特にP+SiC領域-金属配線間のコンタクト抵抗低減に有効であると考えられる。そこで、実デバイスへの適用に向けた検討を行った。PYS法を用いてバルクSiCのVBMと電極材料であるNiの仕事関数を測定し、その結果からp型SiC-inkの最適シリコン/カーボン比率を求めた。具体的には、バルクSiCのVBMが6.4 eV、Ni電極の仕事関数が5.1 eVであったことから、SiC膜のVBMが5.5 eVとなる様にSiC-inkのシリコン/カーボン比率を設定した。次にCTLM評価用TEGを設計し、それを用いてNi電極-p型SiC膜間のコンタクト抵抗を測定した。その結果、1.01×10-7Ωcm2のコンタクト抵抗が得られ、コンタクト抵抗低減の可能性が見出された。
３ その他：SiC膜中の不純物濃度の分析やSiC膜のエピタキシャル成長の可能性についても調査を行った。
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