| 研究概要 |
耐環境半導体材料3C-SiCを用いた能動素子の製作に関する基礎研究を行った。まず、素子製作のために必要な単結晶の成長面の平担性を確保し、素子製作に使う微細加工の要素技術を確立し、これを用いてMOS,Schottky.pn接合の簡単な素子を製作した。ついで、能動素子としてMESFETを取り上げ、素子構造の設計と特性の予測をし、素子を試作した。以下の結果が得られた。
(1)成長面の平坦化:種々の面方位((100),(110),(111))のSi基板上への結晶成長を検討した。直径2インチの大面積の3C-SiC単結晶が可能となるとともに、表面凹凸の原因となるanti-phase-domainの観測をして、これをなくす方法を考察した。
(2)微細加工法の確立:【CF_4】と【O_2】のプラズマを用いたエッチング技術を確立した。エッチング速度は【O_2】濃度によって制御でき、Crがマスク材に用いられることを明確にした。
(3)各種ダイオードの試作:MOS,Schottky,pn接合ダイオードを試作し、その電気的特性を測定した。3C-SiCのMOS素子で光照射により電界印加による表面反転が得られることを初めて明らかにした。
(4)MESFETの設計と試作:製作した3C-SiC単結晶の物性を用いてMESFETの素子構造を設計し、その電気的特性を予測した。ついで、【B_2】【H_6】添加による高抵抗p形3C-SiC上にundoped3C-SiC層を形成し、Schottkyゲートを用いたFETを試作した。Schottky特性は良効であったが、ソース・ドレインのオーム性接触が十分でないため、FETとしての動作は観測できなかった。オーム性電極の改善によって、所期の目的は近々達成できると確信している。
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