| 研究課題/領域番号 |
18H03771
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(A)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
|
|---|
| 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) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
44,590千円 (直接経費: 34,300千円、間接経費: 10,290千円)
2020年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2019年度: 14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
2018年度: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
|
|---|
| キーワード | 電子・電気材料 / パワーデバイス / SiC / ゲート絶縁膜 / 界面準位 / 欠陥構造 / 格子歪み / 閾値電圧 / 窒化反応 / 表面・界面物性 / 半導体物性 / 省エネルギー / 電子デバイス・機器 / MOSFET / イオン打ち込み / 熱処理 / 移動度 |
|---|
| 研究成果の概要 |
SiCパワーMOSFETはチャネル特性の制約因子が未解明であるため高性能化指針が不明瞭なままという問題がある。本研究ではゲート絶縁膜であるSiO2の形成に伴ってSiO2/SiC界面で生じる，従来は知られていなかった現象を発見するとともに，その機構の解明を行った。例えば界面形成時にSiC内部に異常な歪みが発生する現象，界面欠陥抑制のための窒素導入に伴うSiCとSiO2のバンドの並び方（バンドアライメント）の変化である。また界面に対する水蒸気アニールによる特性改善効果を，特にSiO2膜中に分布する欠陥準位の評価に基づき明確化し，さらにこれらの検討に基づいたデバイスプロセス設計指針を新たに提示した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
MOSFETのチャネル特性は，ゲート絶縁膜とチャネル部分がつくる界面の品質で決まるが，S汎用的な手法で評価される指標である「界面準位密度」ではSiC-MOSFETの性能の善し悪しを反映しない。本研究では界面品質を従来通りの電気特性評価だけで決めるのを止め，界面近傍の数nmの空間の物性変化によって捉え直すことにより，新たにSiC中の異常な変化の発生やSiO2膜中の欠陥準位の増減を発見し系統的に解析した。これにより界面形成プロセスが与える，従来見落とされていた新たな効果を明確化している。これらの見解は，本研究内で既に提示したものに限らず，新たなSiCデバイス高性能化指針のヒントとなるものである。
|
