| 研究課題/領域番号 |
21K04135
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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 | 福井大学 |
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研究代表者 |
塩島 謙次 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (70432151)
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| 研究分担者 |
橋本 明弘 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (10251985)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 電極 / 界面顕微光応答法 / ２次元評価 / ワイドバンドギャップ半導体 / 2次元評価 / 金属／半導体界面 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
我々が独自に開発した金属／半導体界面の2次元評価法（界面顕微光応答法）をワイドバンドギャップ半導体上に形成した電極の電流輸送機構の解明に適応できることの実証が目的である。(i)エネルギー障壁の高い整流性を示す電極だけでなく低障壁で低抵抗なオーミック電極に対して低温での測定が行えるよう装置の改造。(ii)GaN,SiC、及び酸化物半導体上の電極に熱処理でオーミック電極が形成される過程を本手法で2次元評価することにより、界面の電気的特性と半導体表面近傍の結晶性を結びつけた形で物性を明らかにする。(iii)各種表面処理や電極金属の違い、電界印加下での特性評価、グラフェン層の介在の効果も検証する。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では我々が独自に開発した金属／半導体界面の2次元評価法（界面顕微光応答法）を低障壁で低抵抗な電極の電流輸送機構の解明に適応した。
その成果として、(1)オーミック特性に近い非常にリーキーなNi/高ドープp-SiC電極に対して本手法が有効であることを示した、(2) 100 Kまで0.1 nA以下の低リーク電流の測定系を構築した、(3)サンプルの裏面を温度可変ステージにマウントし、光を前面から照射するため、電極の薄層化を検討し、厚さ100 nm以下で光電流が得られることを実証した、(4)薄層電極に対して170から323 Kの温度領域で光電流スペクトル、および２次元像を得ることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果として、リーキーで電気的特性の評価が困難であった高ドープ半導体材料への電極を本手法により広い温度範囲で２次元評価できることを示した。さらに同一薄層電極界面にプローブ光を前方、後方照射のいずれの方法でも光電流信号が検出されることは、金属膜、および半導体膜での光の吸収を分離して結果を解析できるので学術的にも興味深い。
実用面では、パワーデバイスにおいてオーミック電極での電力消費は重要な課題である。実際のオーミック電極は電極金属の堆積後、熱処理による界面反応で低抵抗な接触を部分的に形成している。本手法によるオーミック電極の２次元評価はデバイス開発に大きな貢献がもたらされると考えられる。
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