• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

炭化ケイ素(SiC)MOS界面準位の起源と移動度劣化メカニズムの分光学的解明

研究課題

研究課題/領域番号 25286054
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関筑波大学

研究代表者

藤ノ木 享英 (梅田享英 / 梅田 享英 / 藤ノ木 享英(梅田享英))  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (10361354)

研究分担者 小杉 亮治  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 先進パワーエレクトロニクス研究センター, 主任研究員 (10356991)
岡本 光央  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 先進パワーエレクトロニクス研究センター, 主任研究員 (60450665)
原田 信介  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 先進パワーエレクトロニクス研究センター, 研究チーム長 (20392649)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2015年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2014年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2013年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
キーワードパワーエレクトロニクス / 4H-SiC / MOSFET / 界面準位 / 電子スピン共鳴分光 / チャネル移動度 / 閾値変動 / 炭化ケイ素 / 酸化膜界面 / 界面欠陥 / 電界効果トランジスタ / ESR法 / 電流検出ESR法 / MOS界面 / しきい値電圧 / ESR / EDMR / 界面窒素 / チャネルドーピング / 界面水素 / しきい値シフト / 移動度劣化
研究成果の概要

次世代パワーエレクトロニクス用の炭化ケイ素(4H-SiC)MOS型電界効果トランジスタ(MOSFET)の高性能化のために、4H-SiC/SiO2界面構造中の欠陥や不純物を原子レベルで調査した。方法は、SiC-MOSFET内部を直接観察することのできる電流検出型ESR(電子スピン共鳴)分光法を主に用いた。実用化に適していると考えられるSi面SiC-MOSFETでは窒素やリンのドーピングがチャネル移動度向上に大きく寄与していることを明らかにした。C面SiC-MOSFETではSi面とは全く異なる界面欠陥(C面固有欠陥と命名)がトランジスタの負の閾値変動に大きく寄与していることが明らかになった。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] C-face interface defects in 4H-SiC MOSFETs studied by electrically detected magnetic resonance2014

    • 著者名/発表者名
      T. Umeda, M. Okamoto, R. Arai, Y. Satoh, R. Kosugi, S. Harada, H. Okumura, T. Makino, T. Ohshima
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 778-780 ページ: 414-417

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of channel mobility in 4H-SiC C-face MOSFETs by H2 rich wet re-oxidation2014

    • 著者名/発表者名
      M. Okamoto, Y. Makibuchi, M. Araoka, M. Miyazato, N. Sugahara, T. Tsutsumi, Y. Ohnishi, H. Kimura, S. Harada, K. Fukuda, A. Ohtsuki, H. Okumura
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 778-780 ページ: 975-978

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of SiC super-junction (SJ) devices by multi-epitaxial growth2014

    • 著者名/発表者名
      R. Kosugi, Y. Sakuma, K. Kojima, S. Itoh, A. Nagata, T. Yatsuo, Y. Tanaka, H. Okumura
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 778-780 ページ: 845-850

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SiC MOS interface states: difference between Si face and C face2013

    • 著者名/発表者名
      T. Umeda, M. Okamoto, R. Kosugi, R. Arai, Y. Sato, S. Harada, T. Makino, T. Ohshima
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 58 ページ: 55-60

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 4H-SiC MOS界面の電子スピン共鳴分光評価2013

    • 著者名/発表者名
      梅田享英, 岡本光央, 小杉亮治, 原田信介, 荒井亮, 佐藤嘉洋, 牧野高紘, 大島武, 奥村元
    • 雑誌名

      シリコンテクノロジー(応用物理学会分科会)

      巻: 161 ページ: 98-102

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 4H-SiC MOSFET中の単一表面欠陥の共焦点顕微鏡観察2016

    • 著者名/発表者名
      梅田享英、阿部裕太、Y.-W. Zhu、岡本光央、小杉亮治、原田信介、春山盛善、小野田忍、大島武
    • 学会等名
      第63回応用物理学学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] エピタキシャル基板を使用した4H-SiC MOS窒化界面のESR評価2016

    • 著者名/発表者名
      梅田享英、鹿児山陽平、奥田貴史、須田淳、木本暢恒、小杉亮治、岡本光央、原田信介
    • 学会等名
      第63回応用物理学学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Electrically Detected Magnetic Resonance Study on Interface Defects Responsible forThreshold‐Voltage Shift in C‐face 4H‐SiC MOSFETs2015

    • 著者名/発表者名
      T. Umeda, R. Arai, S.J. Ma, G.W. Kim, M. Okamoto, H. Yoshioka, S. Harada, T. Makino, T. Ohshima
    • 学会等名
      International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2016
    • 発表場所
      Sicily, Italy
    • 年月日
      2015-10-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An interfacial defect complex (the P8/9 centers) in C-face 4H-SiC MOSFET studied by electrically detected magnetic resonance2015

    • 著者名/発表者名
      T. Umeda, R. Arai, M. Okamoto, R. Kosugi, S. Harada
    • 学会等名
      International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2016
    • 発表場所
      Sicily, Italy
    • 年月日
      2015-10-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ESR study on hydrogen passivation of intrinsic defects in p-type and semi-insulating 4H-SiC2015

    • 著者名/発表者名
      K. Murakami, S. Tanai, T. Okuda, J. Suda, T. Kimoto, T. Umeda
    • 学会等名
      International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2016
    • 発表場所
      Sicily, Italy
    • 年月日
      2015-10-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microscopic difference between dry and wet oxidations of C-face 4H-SiC MOSFFETs studied by electrically detected magnetic resonance2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kagoyama, M. Okamoto, S. Harada, R. Arai, T. Umeda
    • 学会等名
      International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2016
    • 発表場所
      Sicily, Italy
    • 年月日
      2015-10-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 容量検出型電子スピン共鳴分光法による4H-SiC MOSFETの結晶欠陥の測定2015

    • 著者名/発表者名
      鹿児山陽平、岡本光央、小杉亮治、原田信介、牧野高紘、大島武、梅田享英
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Electrically Detected Magnetic Resonance (EDMR) Study on Interface Defects in C-face 4H-SiC Metal-Oxide-Semi-conductor Field Effect Transistors2015

    • 著者名/発表者名
      G.W. Kim, S.J. Ma, R. Arai, M. Okamoto, S. Harada, T. Makino, T. Ohshima, T. Umeda
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 4H-SiC中の空孔欠陥と水素の反応と、水素複合欠陥のESR評価2015

    • 著者名/発表者名
      棚井創基、村上功樹、奥田貴史、須田淳、木本恒暢、小杉亮治、大島武、梅田享英
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 4H‐SiC中の点欠陥はどこまで分かっているか? :バルク結晶とMOS界面2014

    • 著者名/発表者名
      梅田享英
    • 学会等名
      第2回筑波大学パワーエレクトロニクス未来技術研究会
    • 発表場所
      筑波大学東京キャンパス
    • 年月日
      2014-12-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Nitrogen doping to channel regions of 4H-SiC MOSFETs characterized by electron spin resonance2014

    • 著者名/発表者名
      T. Umeda, Y. Sato, R. Kosugi, M. Okamoto), S. Harada, H. Okumura
    • 学会等名
      European Conference on Silicon Carbide and Related Materials (ECSCRM) 2014
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Defects in 4H-SiC MOSFETs studied by Capacitively Detected Magnetic Resonance2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kagoyama, T. Umeda, M. Okamoto, R. Kosugi, S. Harada, T. Makino, T. Ohshima
    • 学会等名
      European Conference on Silicon Carbide and Related Materials (ECSCRM) 2014
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 4H-SiC MOS界面窒化処理における窒素ドーピングのESR定量2014

    • 著者名/発表者名
      梅田享英、佐藤嘉洋、佐久間由貴、小杉亮治
    • 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
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] シリコンカーバイド(4H-SiC)中の格子欠陥の評価: 電子スピン共鳴(ESR)法と、 第一原理計算の対応2014

    • 著者名/発表者名
      梅田享英
    • 学会等名
      第24回格子欠陥フォーラム
    • 発表場所
      かんぽの宿恵那(恵那市)
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of SiC super-junction (SJ) devices by multi-epitaxial growth2013

    • 著者名/発表者名
      R. Kosugi, Y. Sakuma, K. Kojima, S. Itoh, A. Nagata, T. Yatsuo, Y. Tanaka, H. Okumura
    • 学会等名
      International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2013
    • 発表場所
      Phoenix Seagaia Resort, Miyazaki, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SiC MOS interface states: difference between Si face and C face

    • 著者名/発表者名
      T. Umeda, M. Okamoto, R. Kosugi, R. Arai, Y. Sato, S. Harada, T. Makino, T. Ohshima
    • 学会等名
      224th Electrochemical Society Meeting
    • 発表場所
      The Hilton San Francisco Hotel, San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] C-face interface defects in 4H-SiC MOSFETs studied by electrically detected magnetic resonance

    • 著者名/発表者名
      T. Umeda, M. Okamoto, R. Arai, Y. Satoh, R. Kosugi, S. Harada, H. Okumura, T. Makino, T. Ohshima
    • 学会等名
      International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2013
    • 発表場所
      Miyazaki, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 電流検出ESRによる C面4H-SiC MOSFET界面欠陥からの水素脱離の観察

    • 著者名/発表者名
      荒井亮、梅田享英、佐藤嘉洋、岡本光央、原田信介、小杉亮治、奥村元、牧野高紘、大島武
    • 学会等名
      第74回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学、京都府
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of channel mobility in 4H-SiC C-face MOSFETs by H2 rich wet re-oxidation

    • 著者名/発表者名
      M. Okamoto, Y. Makibuchi, M. Araoka, M. Miyazato, N. Sugahara, T. Tsutsumi, Y. Ohnishi, H. Kimura, S. Harada, K. Fukuda, A. Ohtsuki, H. Okumura
    • 学会等名
      International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2013
    • 発表場所
      Phoenix Seagaia Resort, Miyazaki, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 水素リッチウェット再酸化によって作製された4H-SiC(000-1)面上MOSFET

    • 著者名/発表者名
      岡本光央、巻渕陽一、荒岡幹、宮里真樹、須ケ原紀之 、堤岳志、大西泰彦、木村浩、原田信介、福田憲司、大月章弘、奥村元
    • 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
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] ESR Spectroscopy Laboratory, University of Tsukuba

    • URL

      http://esrlab.bk.tsukuba.ac.jp/index.php?id=6

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi