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炭化ケイ素(SiC)は半導体としてはバンドギャップが大きいことから、高温での半導体としての用途が注目されている。また、電力分野でも半導体デバイスがますます使用されるようになっており、SiC単結晶は、シリコン単結晶よりも耐電圧、動作速度と耐熱性に優れていることから、パワーデバイスや耐環境デバイス用材料として注目されている。これらの単結晶基板では結晶欠陥の形成機構の解明とその低減が大きな課題である。本研究では、主として立方晶SiC基板の微細構造の詳細なキャラクタリゼーションを行って、欠陥の形成機構を明らかにし、さらに欠陥密度を低減させる方法を開発する。
微細構造と特性の相関に関しては、透過電子顕微鏡(TEM)による断面観察を駆使して、単結晶成長条件の違いによる結晶構造、微細組織、欠陥構造の変化を高分解能分析電子顕微鏡法によって詳細に調べた。
欠陥密度を低減する手法を考案し、それによって得られた試料についてもTEMによる断面観察を行った。
SiCをデバイス化するにはSiと同じように酸化膜の形成が重要な課題となる。酸化皮を形成させた基板を断面観察して、酸化膜の形成機構についても検討した。
このようにして得られた観察結果、解析結果を包括的に分析し、SiC単結晶基板の品質向上に関しての基礎的知見を得た。
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