| 研究課題/領域番号 |
20K04574
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 富山県立大学 (2021-2022)
筑波大学 (2020) |
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研究代表者 |
岡本 大 富山県立大学, 工学部, 准教授 (50612181)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | シリコンカーバイド / MOSFET / しきい値電圧変動 / NBTI / チャージポンピング / MOS界面 / 信頼性 / 炭化ケイ素 / 酸化膜信頼性 / SiC MOSFET / しきい値変動 / SiC |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、新世代パワーデバイス素子であるSiC MOSFETにおいて問題となっている負のゲートバイアス印加時のしきい値電圧不安定性(NBTI)の原因を特定し、制御指針を提示する研究である。現在、SiC MOSFETの普及が進みつつあるが、負のゲートバイアスを印加した時にしきい値電圧が変動することが問題となっている。本研究では、ｐチャネルMOSFETに対する高速しきい値電圧変動測定や、各種トラップ定量化手法による原因欠陥の同定などに取り組む。これらによりNBTIの原因となっている欠陥の実体を洞察し、SiC MOSFETの信頼性改善のためのプロセス開発の指針を得る。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、次世代パワーデバイス素子として期待されているSiC MOSFETにおいて問題となっている負のゲートバイアス印加時のしきい値電圧不安定性(NBTI)の原因を特定し、制御指針を提示する研究である。正確にしきい値変動を測定するために、改良高速On-the-fly法およびOn-the-flyチャージポンピング法という手法を用いて、正確なしきい値電圧の変動の測定とそのメカニズムの解析を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
次世代パワー半導体であるSiC MOSFETは市販が開始されているが、しきい値変動などの問題が残されており、そのメカニズムの学術的な議論は重要である。本研究では、２つの手法を新しく用いて、SiC MOSFETのしきい値変動メカニズムの解析を行った。まず、改良高速On-the-fly法を提案し、より正確にしきい値電圧変動を行うことが可能となった。また、SiCに対しては試みられていなかったOn-the-flyチャージポンピング法という手法を用いて、界面準位が生成される様子を解析した。これらにより、しきい値電圧の変動メカニズムを明らかにすることができた。
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