| 研究課題/領域番号 |
17H02781
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
薄膜・表面界面物性
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
藤ノ木 享英 (梅田享英) 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (10361354)
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| 研究分担者 |
岡本 光央 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 (60450665)
原田 信介 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, 研究チーム長 (20392649)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
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| キーワード | ワイドギャップ半導体 / MOS界面 / 界面欠陥 / 炭化ケイ素 / 窒化ガリウム / 電子スピン共鳴 / ダングリングボンド / 第一原理計算 / SiC / GaN / 4H-SiC / MOS界面欠陥 / MOSFET / 電子スピン共鳴分光 / ESR / パワーエレクトロニクス / 界面準位 / 移動度劣化 / 閾値変動 |
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| 研究成果の概要 |
高エネルギー効率社会を実現する次世代パワーエレクトロニクスデバイスの高性能化のため、心臓部にあたる金属-絶縁膜-ワイドギャップ半導体（MOS）界面の未解明の界面欠陥を調査した。調査手法はシリコンMOS界面で実績のある電子スピン共鳴（ESR）分光法を用いた。対象となる半導体は、注目されている炭化ケイ素（4H-SiC)、窒化ガリウム（GaN）である。研究の結果、4H-SiC MOS界面の主要な界面欠陥の正体を明らかにすることができた。またGaN MOS界面では、界面欠陥の新しい定量方法を確立することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
MOS界面欠陥の正体を突き止めることは、シリコンテクノロジーでは1970-80年代に行われ、これがその後のシリコン集積回路の発展の礎となった。同じようにワイドギャップ半導体でもMOS界面欠陥の正体を突き止めることは必要不可欠である。本研究は、炭化ケイ素（4H-SiC）において代表的なMOS界面欠陥の正体を突き止めることができた。窒化ガリウム（GaN）でも欠陥量を調べることのできる新しい手法を提案することができた。
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