| 研究課題/領域番号 |
15206069
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
金属物性
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
村上 正紀 京都大学, 工学研究科, 教授 (70229970)
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| 研究分担者 |
酒井 明 京都大学, 国際融合創造センター, 教授 (80143543)
黒川 修 京都大学, 国際融合創造センター, 助教授 (90303859)
伊藤 和博 京都大学, 工学研究科, 助教授 (60303856)
着本 享 京都大学, 工学研究科, 助手 (50346087)
守山 実希 京都大学, 工学研究科, 助手 (70303857)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
41,860千円 (直接経費: 32,200千円、間接経費: 9,660千円)
2005年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2004年度: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2003年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
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| キーワード | オーム性電極 / ワイドギャップ半導体 / STP解析法 / 電流輸送 / 微細構造 / オーム性電極材料 / 金属 / 半導体界面 / 走査トンネル顕微鏡 / ポテンショメトリー / 炭化シリコン / STP解析 |
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| 研究概要 |
現在、炭化珪素(SiC)や窒化ガリウム(GaN)などワイドギャップ半導体は、高機能デバイスの実用化に向けて研究開発が進められている。デバイスにおける要素技術であるオーム性電極形成は理論的に材料開発が困難とされており、高性能電極材料の開発や材料設計指針は未だ確立されていない。本研究では、高機能デバイス実現に向けた高機能電極開発を目標に設定し、(1)電極/ワイドギャップ半導体界面における微細組織制御や物性評価および、(2)電極開発のためのSTP(ポテンショメトリー)解析法の技術的検討、に関する研究を行った。
SiCやGaNワイドギャップ半導体に対して電極薄膜材料を作製し、電極材料に対して電気特性(接触抵抗率など)評価とともに透過電子顕微鏡(TEM)やX線回折による微細構造解析を行い、電極部の物性評価や電極/半導体界面における電流輸送(高性能電極形成)機構を解明した。まず、SiC用オーム性電極は界面反応により電極が形成されるため、電極特性は電極界面近傍の組成や微細構造が影響を及ぼした。一方、GaN用電極形成において、電極と接触するGaN半導体表面における格子欠陥(貫通転位)が電流輸送に大きく寄与した。ワイドギャップ半導体用電極材料の開発には、電極界面における微細組織(界面反応や組成分布など)制御による電極特性向上(低抵抗化)に不可欠であることが示唆された。
さらに電極特性に起因する界面(近傍)の極微小領域における電気抵抗(電圧降下)の定量測定のために、ナノレベルの高空間分解能を有する走査トンネル顕微鏡(STM)を用いてSTP解析を試みた。まず、電極/ナローギャップSi半導体に対してSTM/STP解析を行った。電極近傍における局所電位測定には、測定精度(信頼性)の観点から表面清浄性(平坦性)や電極組織の均一性の重要性を指摘し、ワイドギャップ半導体用電極解析に向けたSTP解析用試料の作製指針が得られた。
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