| 研究課題/領域番号 |
20K05328
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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29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
花房 宏明 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 准教授 (70630763)
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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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 炭化ケイ素 / シリコン / 表面欠陥 / コンタクト / シリコンドーム / Siドット / オーミックコンタクト / シリサイド化熱処理 / エネルギーバンド |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では炭化ケイ素(SiC)半導体上に非晶質シリコン層を堆積し、熱処理する“シリコンキャップアニール（Silicon Cap Annealing: SiCA）”によりSiの融点をはるかに下回る温度でSi層がドット化し、さらにはシリサイド化を行わなくとも金属をSiCに接触させるだけでオーミックコンタクトが形成される特異な現象について究明する。
Si層がドット化する物理の解明とその凝集に伴いSiC表面に導入される欠陥と表面のエネルギーバンド構造を明らかにする。これらによりSiCA処理によるSiC最表面の表面状態と低抵抗コンタクトの関係についての理解と金属・半導体接合の学術分野の深化を目的とする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では炭化ケイ素（SiC）半導体上に堆積した非晶質シリコン(a-Si)層をアニールするシリコンキャップアニール（Silicon-Cap Anneal: SiCA）によりシリサイド化を行わなくとも金属をSiCに接触させるだけでオーミックコンタクトが形成される特異な現象とSiの融点をはるかに下回る温度でSi層がドット化する現象について研究を行った。
SiCAによるSiC表面のエネルギーバンド構造とオーミックコンタクトが形成される状態についてのモデルを示した。また、Siの融点をはるかに下回る温度でSiドットと開口部を持たないシリコンマイクロドーム構造の形成を新たに見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた成果は省エネルギー社会の基幹デバイスであるパワー半導体デバイス材料であるシリコンカーバイド半導体において、オーミックコンタクトが形成される表面の理解を深化させた。また、融点をはるかに下回る温度でSi層をドット化・結晶化させる手法の進展はデバイス作製における省エネルギー化を実現しまた、開口部を持たない新しい構造のSiマイクロドームの発見は新たな機械的・光学的新デバイスの実現が期待される。
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