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光照射キャパシタンス測定による熱酸化処理後のSiC基板中欠陥の半定量的評価

研究課題

研究課題/領域番号 16K14227
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関東京大学

研究代表者

喜多 浩之  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (00343145)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード電子・電気材料 / 表面・界面物性 / 半導体物性 / 電子デバイス・機器 / 光照射 / 炭化ケイ素 / 界面準位密度 / インピーダンス解析 / 欠陥準位 / 光吸収
研究成果の概要

MOSデバイスでは,半導体のバンドギャップに対応するエネルギー範囲での欠陥準位の低減が不可欠である。SiCを含むワイドギャップ半導体では,界面近傍の酸化膜中に存在する準位やバンドギャップ中央付近の深い準位に捕獲された電荷の放出の時定数が極めて長く,従来のMOSキャパシタを用いた評価手法では見過ごされている。本研究では,単色化された紫外光や可視光の照射によって一旦電荷を放出させた欠陥準位に,印加電圧の掃引と共に捕獲されていく過程を解析してMOS界面に形成される応答の遅い欠陥準位の分布を推定する手法を提案する。また,同分布についてSiC界面を形成する酸化プロセスによって生じる違いを明確化した。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 12件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Demonstration of Large Flatband Voltage Shift by Designing Al2O3/SiO2 Laminated Structures with Multiple Interface Dipole Layers2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Kita and Hironobu Kamata
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 80 (1) 号: 1 ページ: 379-385

    • DOI

      10.1149/08001.0379ecst

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of origins of the critically different MOS interface characteristics between dry-oxidized and wet-oxidized silicon carbide2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Kita, Hirohisa Hirai, Hiroyuki Kajifusa, Kohei Kuroyama, Kei Ishinoda
    • 雑誌名

      Microelectronic Engineering

      巻: 178 ページ: 186-189

    • DOI

      10.1016/j.mee.2017.05.042

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Opportunity of dipole layer formation at non-SiO 2 dielectric interfaces in two cases: Multi-cation systems and multi-anion systems2017

    • 著者名/発表者名
      Fei Jiayang、Kita Koji
    • 雑誌名

      Microelectronic Engineering

      巻: 178 ページ: 225-229

    • DOI

      10.1016/j.mee.2017.05.035

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous flatband voltage shift of AlFxOy/Al2O3 MOS capacitors: A consideration on dipole layer formation at dielectric interfaces with different anions2017

    • 著者名/発表者名
      Jiayang Fei, Ryota Kunugi, Takanobu Watanabe, and Koji Kita
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 110 号: 16 ページ: 1629071-6

    • DOI

      10.1063/1.4980059

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design of Al2O3/SiO2 laminated stacks with multiple interface dipole layers to achieve large flatband voltage shifts of MOS capacitors2017

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Kamata and Koji Kita
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 110 号: 10

    • DOI

      10.1063/1.4978223

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Estimation of near-interface oxide trap density at SiO2/SiC metal-oxide-semiconductor interfaces by transient capacitance measurements at various temperatures2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fujino and Koji Kita
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 120 号: 8

    • DOI

      10.1063/1.4961871

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Photo-assisted CV測定で評価するNITにみるNO-POAとwet-POA界面特性の違い2018

    • 著者名/発表者名
      西田水輝,作田良太,平井悠久,喜多浩之
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Al2O3/SiO2, MgO/SiO2, MgO/Al2O3各界面におけるダイポール起因のVFBシフトの温度依存性の違い2018

    • 著者名/発表者名
      濱口高志,喜多浩之
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Al2O3/SiO2界面のダイポール層の発現と抑制を決定づける因子の実験的検討2017

    • 著者名/発表者名
      鎌田啓伸,喜多浩之
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,神奈川県横浜市
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Opportunity for dipole layer formation at an non-SiO2 dielectric interface - MgO/Al2O32017

    • 著者名/発表者名
      Jiayang Fei and Koji Kita
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,神奈川県横浜市
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 4H-SiC MOS界面特性の制御のための熱酸化プロセスの設計2017

    • 著者名/発表者名
      喜多浩之
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,神奈川県横浜市
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 4H-SiC m面上にドライ+ウェット酸化プロセスにより形成されたMOS界面の界面準位密度および電気的ストレスに対する安定性のウェット酸化条件による変化2017

    • 著者名/発表者名
      黒山滉平,平井悠久,山本建策,林 真理子,細川 徳一,喜多浩之
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,神奈川県横浜市
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ダイポール層の選択的発現を利用したAl2O3/SiO2の繰り返し構造における大きなフラットバンド電圧シフト2017

    • 著者名/発表者名
      鎌田啓伸,喜多浩之
    • 学会等名
      電子デバイス界面テクノロジー研究会 ―材料・プロセス・デバイス特性の物理― 第22回研究会
    • 発表場所
      東レ総合研修センター,静岡県三島市
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Demonstration of a large Vfb shift induced by selectively formed multiple dipole layers in Al2O3/SiO2 laminated dielectric stacks2017

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Kamata and Koji Kita
    • 学会等名
      48th IEEE Semiconductor Interface Specialists Conference (SISC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Deep Trap and Near-interface Oxide Trap Density at SiO2/SiC Interface by Photo-assisted CV Measurement2017

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Nishida, Hirohisa Hirai and Koji Kita
    • 学会等名
      2017 International Workshop on Dielectric Thin Films for Future Electron Devices (2017 IWDTF)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temperatures Induced Anomalous Change in Effective Charges of Al2O3/SiO2 Interface Dipole Layer2017

    • 著者名/発表者名
      Siri Nittayakasetwat and Koji Kita
    • 学会等名
      2017 International Workshop on Dielectric Thin Films for Future Electron Devices (2017 IWDTF)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 4H-SiC熱酸化に伴う基板表面領域における酸素原子侵入とそれに対する酸化条件の影響2017

    • 著者名/発表者名
      平井悠久,喜多浩之
    • 学会等名
      応用物理学会先進パワー半導体分科会 第4回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Demonstration of Large Flatband Voltage Shift by Designing Al2O3/SiO2 Laminated Structures with Multiple Interface Dipole Layers2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Kita and Hironobu Kamata
    • 学会等名
      232nd The Electrochemical Society (ECS) Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interface-Selective Low-Temperature Wet-O2 Annealing to Enhance 4H-SiC (0001) MOSFET Mobility by Improving Near Interface SiO2 Quality2017

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Hirai, Kei Ishinoda and Koji Kita
    • 学会等名
      International Conference on Silicon Carbide and Related Materials (ICSCRM 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interface Dipole Layers between Two Dielectrics: Considerations on Physical Origins and Opportunities to Control Their Formation2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Kita, Hironobu Kamata, and Jiayang Fei
    • 学会等名
      2017 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Consideration on the interfacial dipole layer formation at non-SiO2 oxide interfaces in the examples of MgO/Al2O3 and HfO2/Al2O32017

    • 著者名/発表者名
      Jiayang Fei and Koji Kita
    • 学会等名
      2017 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 4H-SiC MOSキャパシタにおける遅い欠陥準位の光照射により観測されるC-V特性ヒステリシス解析による評価2017

    • 著者名/発表者名
      西田水輝,喜多浩之
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Anomalous temperature dependence of dipole layer strength at the Al2O3/SiO2 interface2017

    • 著者名/発表者名
      iri Nittayakasetwa, Hironobu Kamata and Koji Kita
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Al2O3/SiO2界面のダイポール層の生成・抑制の制御 -界面の組成急峻性の与える効果-2017

    • 著者名/発表者名
      鎌田啓伸,喜多浩之
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Opportunity of dipole layer formationat non-SiO2 dielectric interfaces in two cases: multi-cation systems and multi-anion systems2017

    • 著者名/発表者名
      Jiayang Fei and Koji Kita
    • 学会等名
      20th Conference on Insulating Films on Semiconductors (INFOS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of Origins of the Critically Different MOS Interface Characteristics between Dry-oxidized and Wet-Oxidized Silicon Carbide2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Kita, Hirohisa Hirai, Hiroyuki Kajifusa, Kohei Kuroyama and Kei Ishinoda
    • 学会等名
      20th Conference on Insulating Films on Semiconductors (INFOS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 4H-SiC m 面ウェット酸化によるMOS 界面の電気特性と界面近傍SiO2 微視的構造の特徴の相関2016

    • 著者名/発表者名
      黒山 滉平,平井 悠久,山本 建策,林 真理子,喜多 浩之
    • 学会等名
      応用物理学会先進パワー半導体分科会 第3回講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場,茨城県つくば市
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Design of Al2O3/SiO2 Laminated Stacks with Mutiple Interface Dipole Layers to Induce Large Flatband Voltage Shifts of MOS Capacitors2016

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Kamata and Koji Kita
    • 学会等名
      2016 Int. Conf. on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      つくば国際会議場,茨城県つくば市
    • 年月日
      2016-09-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Dipole Layer Formation and its Origin at Al2O3/AlFxOy and Al2O3/AlNxOy Multi-anion Dielectric Interfaces by considering Anion Areal Density and Valence Differences2016

    • 著者名/発表者名
      Jiayang Fei, Ryota Kunugi, Takanobu Watanabe and Koji Kita
    • 学会等名
      2016 Int. Conf. on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      つくば国際会議場,茨城県つくば市
    • 年月日
      2016-09-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Opportunities to Design Thermal Oxidation and Post-OxidationProcesses to Control 4H-SiC MOS Interface Characteristics2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Kita
    • 学会等名
      2016 Int. Conf. on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      つくば国際会議場,茨城県つくば市
    • 年月日
      2016-09-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Consideration on the Origin of Dipole Layer Formation at Dielectric Interfaces with Different Anions (Fluorine, Oxygen and Nitrogen)2016

    • 著者名/発表者名
      Jiayang Fei, Ryota Kunugi, Takanobu Watanabe, and Koji Kita
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ,新潟県新潟市
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 界面近傍のSiO2微視的構造とMOS界面の電気特性から見た4H-SiC m面のウェット酸化により形成されたMOS界面の特徴2016

    • 著者名/発表者名
      黒山 滉平,平井 悠久,山本 建策,林 真理子,喜多 浩之
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ,新潟県新潟市
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 東京大学大学院工学系研究科マテリアル工学専攻 機能性ナノ薄膜工学 喜多研究室

    • URL

      http://www.scio.t.u-tokyo.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院工学系研究科マテリアル工学専攻 喜多研究室

    • URL

      http://www.scio.t.u-tokyo.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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