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炭化ケイ素半導体の酸化誘因欠陥の形成メカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 24560365
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関埼玉大学

研究代表者

土方 泰斗  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (70322021)

連携研究者 矢口 裕之  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (50239737)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード炭化ケイ素(SiC)半導体 / 熱酸化 / 積層欠陥 / 転位 / 酸化界面 / SiおよびC原子放出現象 / フォトルミネッセンス / 分光偏光解析 / 炭化ケイ素半導体
研究成果の概要

炭化ケイ素(SiC)半導体の酸化メカニズムのより深い理解を目指し、1)SiC上の酸化膜構造分析、2)酸化処理基板のフォトルミネッセンス・イメージング観察、3)SiC酸化過程の実時間観察等の実験を行った。
1)の結果から、SiCの酸化時における酸化界面から酸化層への“Si原子放出現象”を世界で初めて観察することに成功した。2)の結果より、積層欠陥が酸化によって変形すること、Si酸化で見られる“酸化誘起積層欠陥”と同様の欠陥がSiCでもまた形成する可能性が示唆された。3)の結果から、統合SiC酸化モデルが構築され、SiおよびC原子の界面濃度から界面欠陥の形成をシミュレーションした。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (26件) (うち招待講演 2件) 図書 (3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Differences in SiC thermal oxidation process between crystalline surface orientations observed by in-situ spectroscopic ellipsometry2015

    • 著者名/発表者名
      D. Goto, Y. Hijikata, S. Yagi, and H. Yaguchi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 117 号: 9 ページ: 095306-095306

    • DOI

      10.1063/1.4914050

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Recovery of the Electrical Characteristics of SiC MOSFETs Irradiated with Gamma-rays by Thermal Treatments2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoseki, H. Abe, T. Makino, S. Onoda, Y. Tanaka, M. Kandori, T. Yoshie, Y. Hijikata and T. Ohshima
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 821-823 ページ: 705-708

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.821-823.705

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescence Study of Oxidation-Induced Stacking Faults in 4H-SiC Epilayers2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyano, S. Yagi, Y. Hijikata, H. Yaguchi
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 821-823 ページ: 327-330

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.821-823.327

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface orientation dependence of SiC oxidation process studied by in-situ spectroscopic ellipsometry2015

    • 著者名/発表者名
      D. Goto, S. Yagi, Y. Hijikata, H. Yaguchi
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 821-823 ページ: 371-374

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radiation Response of Silicon Carbide Metal-Oxide-Semiconductor Transistors in High Dose Region2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ohshima, T. Yokoseki, K. Murata, T. Matsuda, S. Mitomo, H. Abe, T. Makino, S. Onoda, Y. Hijikata, Y. Tanaka, M. Kandori, S. Okubo, and T. Yoshie
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: -

    • NAID

      210000145957

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Si emission into the oxide layer during oxidation of silicon carbide2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuto Hijikata, Yurie Akasaka, Shuhei Yagi, and Hiroyuki Yaguchi
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 778-780 ページ: 553-556

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.778-780.553

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Model calculations of SiC oxide growth rates at sub-atmospheric pressures using the Si and C emission model2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuto Hijikata, Shuhei Yagi, Hiroyuki Yaguchi, and Sadafumi Yoshida
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 740-742 ページ: 833-836

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micro-Photoluminescence study on the influence of oxidation on stacking faults in 4H-SiC epilayers2012

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Yamagata, Shuhei Yagi, Yasuto Hijikata, and Hiroyuki Yaguchi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 5 号: 5 ページ: 51302-51302

    • DOI

      10.1143/apex.5.051302

    • NAID

      10030593386

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxygen partial pressure dependence of the SiC oxidation process studied by in-situ spectroscopic ellipsometry2012

    • 著者名/発表者名
      Keiko Kouda, Yasuto Hijikata, Shuhei Yagi, and Hiroyuki Yaguchi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 112 号: 2 ページ: 24502-24502

    • DOI

      10.1063/1.4736801

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Radiation Response of Silicon Carbide Metal-Oxide-Semiconductor Transistors in High Dose Region2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ohshima, T. Yokoseki, K. Murata, T. Matsuda, S. Mitomo, H. Abe, T. Makino, S. Onoda, Y. Hijikata, Y. Tanaka, M. Kandori, S. Okubo, and T. Yoshie
    • 学会等名
      ISPlasma2015
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲートバイアス印加を伴うSiC MOSFETへのガンマ線照射効果2015

    • 著者名/発表者名
      村田 航一,三友 啓,松田 拓磨,横関貴史,牧野 高紘,阿部 浩之,小野田 忍,大久保 秀一,田中 雄季,神取 幹郎,吉江 徹,大島 武,土方 泰斗
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県・平塚市)
    • 年月日
      2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高温下ガンマ線照射したSiC MOSFETの耐放射線性評価2015

    • 著者名/発表者名
      松田拓磨,横関貴史,三友啓,村田航一,牧野高紘,阿部浩之,小野田忍,大久保秀一,田中雄季,神取幹郎,吉江徹,大島武,土方泰斗
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県・平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] SiC-MOSFETへのガンマ線照射効果の酸化膜作製プロセスによる違い2015

    • 著者名/発表者名
      三友啓,松田拓磨,村田航一,横関貴史,牧野高紘,阿部浩之,小野田忍,大島武,大久保秀一,田中雄季,神取幹郎,吉江徹,土方泰斗
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県・平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] In-situ分光エリプソメータによるSiC酸化過程の面方位依存性測定 (II)2014

    • 著者名/発表者名
      後藤 大祐、八木 修平、土方 泰斗、矢口 裕之
    • 学会等名
      応用物理学会先進パワー半導体分科会第1回講演会
    • 発表場所
      ウインクあいち(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2014-11-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ガンマ線照射したSiC MOSFETの熱アニールによる特性劣化の回復2014

    • 著者名/発表者名
      横関貴史、阿部浩之、牧野高紘、小野田忍、田中雄季、神取幹郎、吉江徹、土方泰斗、大島武
    • 学会等名
      応用物理学会先進パワー半導体分科会第1回講演会
    • 発表場所
      ウインクあいち(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2014-11-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] フォトルミネッセンス法による4H-SiCエピ層中の酸化誘因欠陥の観察2014

    • 著者名/発表者名
      宮野祐太郎、八木修平、土方泰斗、矢口裕之
    • 学会等名
      応用物理学会先進パワー半導体分科会第1回講演会
    • 発表場所
      ウインクあいち(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2014-11-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Photoluminescence Study of Oxidation-Induced Stacking Faults in 4H-SiC Epilayers2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyano, S. Yagi, Y. Hijikata, H. Yaguchi
    • 学会等名
      10th Europian Concerence on Silicon Carbide and Related Materilas
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Surface orientation dependence of SiC oxidation process studied by in-situ spectroscopic ellipsometry2014

    • 著者名/発表者名
      D. Goto, S. Yagi, Y. Hijikata, H. Yaguchi
    • 学会等名
      10th Europian Concerence on Silicon Carbide and Related Materilas
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Recovery of the Electrical Characteristics of SiC MOSFETs Irradiated with Gamma-rays by Thermal Treatments2014

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoseki, H. Abe, T. Makino, S. Onoda, Y. Tanaka, M. Kandori, T. Yoshie, Y. Hijikata and T. Ohshima
    • 学会等名
      10th Europian Concerence on Silicon Carbide and Related Materilas
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2014-09-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] SiC酸化へのArアニール導入による酸化膜成長速度の変化2014

    • 著者名/発表者名
      今野良太郎,八木修平,土方泰斗,矢口裕之
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ガンマ線照射したSiC MOSFETの特性の安定性2014

    • 著者名/発表者名
      横関貴史、牧野高紘、阿部浩之、小野田忍、大島武、田中雄季、神取幹郎、吉江徹、土方泰斗
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Gamma-Ray Irradiation Response of Silicon Carbide Semiconductor Devices: Extremely High Radiation Resistance2014

    • 著者名/発表者名
      S. Sato, S. Onoda, T. Makino, N. Fujuta, T. Ohshima1, T. Yokoseki, K. Tanaka, Y. Hijikata, Y. Tanaka, M. Kandori, T. Yoshie
    • 学会等名
      7th International Youth Nuclear Congress
    • 発表場所
      Burgos, Spain
    • 年月日
      2014-07-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Si emission into the oxide layer during oxidation of silicon carbide

    • 著者名/発表者名
      Yasuto Hijikata, Yurie Akasaka, Shuhei Yagi, and Hiroyuki Yaguchi
    • 学会等名
      International Conference on SiC and Related Materials (ICSCRM2013)
    • 発表場所
      Seagaia Convention Center (宮崎県宮崎市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] SiC-MOSキャパシタの電気特性のガンマ線照射線量依存性

    • 著者名/発表者名
      田中量也, 横関貴史, 藤田奈津子,牧野高紘, 小野田忍, 大島武, 田中雄季, 神取幹郎, 吉江徹, 土方泰斗
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学(神奈川県相模原市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Si及びSiC-MOSFETのI-V特性に対するガンマ線照射の影響

    • 著者名/発表者名
      横関貴史, 田中量也, 藤田奈津子, 牧野高紘, 小野田忍, 大島武, 田中雄季, 神取幹郎, 吉江徹, 土方泰斗
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学(神奈川県相模原市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ワイドギャップ半導体MIS界面の電気的評価

    • 著者名/発表者名
      土方泰斗
    • 学会等名
      SiC及び関連半導体研究 第22回講演会
    • 発表場所
      埼玉会館(埼玉県さいたま市浦和区)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 堆積と熱酸化による4H-SiC MOS 構造の作製(II)

    • 著者名/発表者名
      大谷 篤志, 八木 修平, 土方 泰斗, 矢口 裕之
    • 学会等名
      SiC及び関連半導体研究 第22回講演会
    • 発表場所
      埼玉会館(埼玉県さいたま市浦和区)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Co-60ガンマ線によるSiC-MOSFETのI-V特性の劣化評価

    • 著者名/発表者名
      横関貴史, 田中量也, 藤田奈津子, 牧野高紘, 小野田忍, 大島武, 田中雄季, 神取幹郎, 吉江徹, 土方泰斗
    • 学会等名
      SiC及び関連半導体研究 第22回講演会
    • 発表場所
      埼玉会館(埼玉県さいたま市浦和区)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ガンマ線照射後のSiC-MOSキャパシタ及びPiN ダイオードの電気的特性の変化

    • 著者名/発表者名
      田中量也, 横関貴史, 藤田奈津子,岩本直也, 牧野高紘, 小野田忍, 大島武, 田中雄季, 神取幹郎, 吉江徹, 土方泰斗
    • 学会等名
      SiC及び関連半導体研究 第22回講演会
    • 発表場所
      埼玉会館(埼玉県さいたま市浦和区)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] In-situ分光エリプソメーターによるSiC酸化過程の面方位依存性測定

    • 著者名/発表者名
      後藤大祐, 八木修平, 土方泰斗, 矢口裕之
    • 学会等名
      SiC及び関連半導体研究 第22回講演会
    • 発表場所
      埼玉会館(埼玉県さいたま市浦和区)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Model calculations of SiC oxide growth rates at sub-atmospheric pressures using the Si and C emission model

    • 著者名/発表者名
      Y. Hijikata, S. Yagi, H. Yaguchi, and S. Yoshida
    • 学会等名
      9th European Conference of SiC and Related Matterials
    • 発表場所
      Russia (Saint-Petersburg)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] スパッタ薄膜成長による4H-SiC 基板中の非発光再結合中心生成

    • 著者名/発表者名
      加藤 寿悠 ,八木 修平 ,土方 泰斗 ,矢口 裕之
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      松山(愛媛/松山大学)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 堆積と熱酸化による4H-SiC MOS 構造の作製

    • 著者名/発表者名
      大谷 篤志,八木 修平,土方 泰斗,矢口 裕之
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      松山(愛媛/松山大学)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 堆積と熱酸化による4H-SiC MOS 構造の作製

    • 著者名/発表者名
      大谷 篤志,八木 修平,土方 泰斗,矢口 裕之
    • 学会等名
      第21回SiC及び関連ワイドギャップ半導体研究会
    • 発表場所
      大阪(大阪市中央公会堂)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 4H-SiCエピ膜中積層欠陥への熱酸化の影響について

    • 著者名/発表者名
      宮野 祐太郎,矢口 裕之,土方 泰斗,八木 修平
    • 学会等名
      第60回春季応用物理学会講演会
    • 発表場所
      厚木(神奈川工科大学)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [図書] Physics and Technology of Silicon Carbide Devices2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuto Hijikata
    • 総ページ数
      402
    • 出版者
      INTECH open access publisher
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [図書] Nondestructive and Contactless Characterization Method for Spatial Mapping of the Thickness and Electrical Properties in Homo-Epitaxially Grown SiC Epilayers Using Infrared Reflectance Spectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida, Y. Hijikata, and H. Yaguchi
    • 総ページ数
      26
    • 出版者
      INTECH open access publisher
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [図書] Thermal Oxidation Mechanism of Silicon Carbide2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Hijikata, S. Yagi, H. Yaguchi, and S. Yoshida
    • 総ページ数
      26
    • 出版者
      INTECH open access publisher
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 土方泰斗のWeb Page

    • URL

      http://www.opt.ees.saitama-u.ac.jp/~yasuto/index-j.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 土方泰斗のWeb Page

    • URL

      http://www.opt.ees.saitama-u.ac.jp/~yasuto/index-j.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] Paper List vol.4

    • URL

      http://www.opt.ees.saitama-u.ac.jp/~yasuto/Gyouseki_YHiji4.html

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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