高耐久半導体素子の実現に向けたシリコン窒化膜における点欠陥の構造と性質の解明

• 研究課題/領域番号: 25K07835
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21050:電気電子材料工学関連
• 研究機関: 香川大学
• 研究代表者: 宮川 勇人 香川大学, 創造工学部, 教授 (00380197)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2027年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2026年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2025年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: シリコン窒化膜 / 絶縁破壊 / 電子スピン共鳴 / ESR / SiN膜

研究開始時の研究の概要

半導体デバイス内での絶縁層や記憶層として使われているシリコン窒化膜（SiN膜）の絶縁破壊ならびに電荷保持不安定化の要因について、膜の内部ならびに膜の界面近傍おける点欠陥との関係を解明する。独自に開発した電子スピン共鳴（ESR）における収斂法（磁場・周波数の一意的な決定手法）を適用し高精度な解析を行う。絶縁耐久性や電荷保持能といった素子の安定性に影響する界面付近の欠陥について、構造と性質を解明し、絶縁破壊・電荷捕獲の機構を明らかにし、SiN膜を使用した金属－絶縁体－半導体（MIS）構造デバイスの特性改善に向けたプロセス構築の指針を示し、開発が求められる高耐久な半導体素子の実現への道標を示す。