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2011 年度 研究成果報告書

高性能SiCパワーエレクトロニクス実現に向けた理想MOSFET作製プロセスの創成

研究課題

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研究課題/領域番号 19676001
研究種目

若手研究(S)

配分区分補助金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関大阪大学

研究代表者

渡部 平司  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90379115)

研究期間 (年度) 2007 – 2011
キーワードパワーエレクトロニクス / MOSデバイス
研究概要

シリコンカーバイド(SiC)は電気エネルギーの高効率利用に重要なパワーデバイス用の半導体材料として期待されている。本研究では、次世代のSiCスイッチングデバイスを構成する金属/酸化物/半導体(MOS)構造の界面物性を詳細に解析し、これらの知見に基づいてSiC-MOSデバイスの特性改善技術を提案し、その優位性を実証することに成功した。さらに、従来の熱酸化膜に代わる絶縁膜材料としてSiCパワーデバイスに最適化した高誘電率ゲート絶縁膜を実現し、トランジスタレベルでの性能実証に成功した。

  • 研究成果

    (33件)

すべて 2012 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (12件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] Synchrotron Radiation Photoelectron Spectroscopy Study of Thermally Grown Oxides on 4H-SiC(0001) Si-Face and(000-1) C-Face Substrates2012

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, T. Hosoi, T. Kirino, Y. Uenishi, A. Chanthaphan, A. Yoshigoe, Y. Teraoka, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, and T. Shimura
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Forum

      巻: 697 ページ: 717-720

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of Interface Defect Passivation on Conduction Band Offset at SiO_2/ 4H-SiC Interface2012

    • 著者名/発表者名
      T. Hosoi, T. Kirino, A. Chanthaphan, Y. Uenishi, D. Ikeguchi, A. Yoshigoe, Y. Teraoka, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, T. Shimura, and H. Watanabe
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Forum

      巻: 721 ページ: 717-720

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of UV Irradiation on Thermally Grown 4H-SiC MOS Devices2012

    • 著者名/発表者名
      D. Ikeguchi, T. Kirino, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, T. Hosoi, T. Shimura, and H. Watanabe
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Forum

      巻: 765 ページ: 717-720

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gate Stack Technologies for SiC Power MOSFETs2011

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, T. Hosoi, T. Kirino, Y. Uenishi, A. Chanthaphan, D. Ikeguchi, A. Yoshigoe, Y. Teraoka, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, and T. Shimura
    • 雑誌名

      ECS Trans

      巻: 41[ 3] ページ: 77

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synchrotron x-ray photoelectron spectroscopy study on thermally grown SiO_2/ 4H-SiC(0001) interface and its correlation with electrical properties2011

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, T. Hosoi, T. Kirino, Y. Kagei, Y. Uenishi, A. Chanthaphan, A. Yoshigoe, Y. Teraoka, and T. Shimura
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett

      巻: 99 ページ: 021907

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of Stacked AlON/ SiO_2 Gate Dielectrics for SiC Power Devices2011

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, T. Kirino, Y. Uenishi, A. Chanthaphan, A. Yoshigoe, Y. Teraoka, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, T. Hosoi and T. Shimura
    • 雑誌名

      ECS Trans

      巻: 35[ 2] ページ: 265

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface Cleaning and Etching of 4H-SiC(0001) Using High-Density Atmospheric Pressure Hydrogen Plasma2011

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, H. Ohmi, H. Kakiuchi, T. Hosoi, T. Shimura, K. Yasutake
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      巻: 11 ページ: 2802

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of Surface and Interface Morphology of Thermally Grown SiO_2 Dielectrics on 4H-SiC(0001) Substrates2011

    • 著者名/発表者名
      T. Hosoi, K. Konzono, Y. Uenishi, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, T. Shimura, H. Watanabe
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Forum

      巻: 342 ページ: 679-680

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy Band Structure of SiO_2/ 4H-SiC Interfaces and its Modulation Induced by Intrinsic and Extrinsic Interface Charge Transfer2011

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, T. Kirino, Y. Kagei, J. Harries, A. Yoshigoe, Y. Teraoka, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, T. Hosoi, T. Shimura
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Forum

      巻: 386 ページ: 679-680

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduction of Charge Trapping Sites in Al_2O_3/ SiO_2 Stacked Gate Dielectrics by Incorporating Nitrogen for Highly Reliable 4H-SiC MIS Devices2011

    • 著者名/発表者名
      T. Hosoi, Y. Kagei, T. Kirino, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, T. Shimura, H. Watanabe
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Forum

      巻: 496 ページ: 679-680

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved Characteristics of 4H-SiC MISFET with AlON/ Nitrided SiO_2 Stacked Gate Dielectrics2010

    • 著者名/発表者名
      T. Hosoi, Y. Kagei, T. Kirino, Y. Watanabe, K. Kozono, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, and H. Watanabe
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Forum

      巻: 991 ページ: 645-648

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Observation of Dielectric Breakdown Spot in Thermal Oxides on 4H-SiC(001) Using Conductive Atomic Force Microscopy2010

    • 著者名/発表者名
      K. Kozono, T. Hosoi, Y. Kagei, T. Kirino, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, T. Shimura, and H. Watanabe
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Forum

      巻: 821 ページ: 645-648

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved electrical properties of SiC-MOS interfaces by thermal oxidation of plasma nitrided 4H-SiC(0001) surfaces2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Kagei, T. Kirino, Y. Watanabe, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, T. Hosoi, T. Shimura, and H. Watanabe
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Forum

      巻: 507 ページ: 645-648

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of a treatment combining nitrogen plasma exposure and forming gas annealing on defect passivation of SiO_2/ SiC interfaces2009

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, Y. Watanabe, M. Harada, Y. Kagei, T. Kirino, T. Hosoi, T. Shimura, S. Mitani, Y. Nakano, and T. Nakamura
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Forum

      巻: 525 ページ: 615-617

    • 査読あり
  • [雑誌論文] AlON/ SiO_2 Stacked Gate Dielectrics for 4H-SiC MIS Devices2009

    • 著者名/発表者名
      T. Hosoi, M. Harada, Y. Kagei, Y. Watanabe, T. Shimura, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, and H. Watanabe
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Forum

      巻: 541 ページ: 615-617

    • 査読あり
  • [学会発表] Insight into Bias-temperature Instability of 4H-SiC MOS Devices with Thermally Grown SiO_2 Dielectrics2012

    • 著者名/発表者名
      A. Chanthaphan, T. Kirino, Y. Uenishi, D. Ikeguchi, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, T. Hosoi, T. Shimura, and H. Watanabe
    • 学会等名
      2012 MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, CA
    • 年月日
      2012-04-11
  • [学会発表] Gate Stack Technologies for SiC Power MOSFETs(Invited)2011

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, T. Hosoi, T. Kirino, Y. Uenishi, A. Chanthaphan, D. Ikeguchi, A. Yoshigoe, Y. Teraoka, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, and T. Shimura
    • 学会等名
      220th ECS Meeting
    • 発表場所
      Boston, MA
    • 年月日
      2011-10-10
  • [学会発表] Impact of Interface Defect Passivation on Conduction Band Offset at SiO_2/ 4H-SiC Interface2011

    • 著者名/発表者名
      T. Hosoi, T. Kirino, A. Chanthaphan, Y. Uenishi, D. Ikeguchi, A. Yoshigoe, Y. Teraoka, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, T. Shimura, and H. Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on Silicon Carbide and Related Materials
    • 発表場所
      Cleveland, OH
    • 年月日
      2011-09-15
  • [学会発表] Synchrotron Radiation Photoelectron Spectroscopy Study of Thermally Grown Oxides on 4H-SiC(0001) Si-face and(000-1) C-face Substrates(Invited)2011

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, T. Hosoi, T. Kirino, Y. Uenishi, A. Chanthaphan, A. Yoshigoe, Y. Teraoka, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, and T. Shimura
    • 学会等名
      International Conference on Silicon Carbide and Related Materials
    • 発表場所
      Cleveland, OH
    • 年月日
      2011-09-14
  • [学会発表] Impact of Stacked AlON/ SiO_2 Gate Dielectrics for SiC Power Devices(Invited)2011

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, T. Kirino, Y. Uenishi, A. Chanthaphan, A. Yoshigoe, Y. Teraoka, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, T. Hosoiand T. Shimura
    • 学会等名
      219th ECS Meeting
    • 発表場所
      Montreal, QC, Canada
    • 年月日
      2011-05-03
  • [学会発表] Energy Band Structure of Thermally Grown SiO_2/ 4H-SiC Interfaces and its Modulation Induced by Post-oxidation Treatments2010

    • 著者名/発表者名
      T. Kirino, Y. Kagei, A. Yoshigoe, Y. Teraoka, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, T. Hosoi, T. Shimura, and H. Watanabe
    • 学会等名
      41st IEEE Semiconductor Interface Specialists Conference
    • 発表場所
      San Diego, CA
    • 年月日
      2010-12-02
  • [学会発表] Energy Band Structure of SiO_2/ 4H-SiC Interfaces and its Modulation Induced by Intrinsic and Extrinsic Interface Charge Transfer2010

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, T. Kirino, Y. Kagei, J. Harries, A. Yoshigoe, Y. Teraoka, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, T. Hosoi, and T. Shimura
    • 学会等名
      8th European Conference on Silicon Carbide and Related Materials
    • 発表場所
      Oslo, Norway
    • 年月日
      2010-09-01
  • [学会発表] Reduction of Charge Trapping Sites in Al_2O_3/ SiO_2 Stacked Gate Dielectrics by Incorporating Nitrogen for Highly Reliable 4H-SiC MIS Devices2010

    • 著者名/発表者名
      T. Hosoi, Y. Kagei, T. Kirino, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, T. Shimura, H. Watanabe
    • 学会等名
      8th European Conference on Silicon Carbide and Related Materials
    • 発表場所
      Oslo, Norway
    • 年月日
      2010-08-31
  • [学会発表] Improved electrical properties of SiC-MOS interfaces by thermal oxidation of plasma nitrided 4H-SiC(0001) surfaces2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Kagei, T. Kirino, Y. Watanabe, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, T. Hosoi, T. Shimura, and H. Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on Silicon Carbide and Related Materials
    • 発表場所
      Nurnberg, Germany
    • 年月日
      2009-10-13
  • [学会発表] Direct Observation of Dielectric Breakdown Spot in Thermal Oxides on 4H-SiC(0001) Using Conductive Atomic Force Microscopy2009

    • 著者名/発表者名
      K. Kozono, Y. Kagei, T. Kirino, S. Mitani, Y. Nakano, Y. Nakamura, T. Hosoi, T. Shimura, and H. Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on Silicon Carbide and Related Material
    • 発表場所
      Nurnberg, Germany
    • 年月日
      2009-10-13
  • [学会発表] AlON/ SiO_2 Stacked Gate Dielectrics for 4H-SiC MIS Devices2008

    • 著者名/発表者名
      T. Hosoi, M. Harada, Y. Kagei, Y. Watanabe, T. Shimura, S. Mitani, Y. Nakano, T. Nakamura, and H. Watanabe
    • 学会等名
      7th European Conference on Silicon Carbide and Related Materials
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2008-09-11
  • [学会発表] Impact of a Treatment Combining Nitrogen Plasma Exposure and Forming Gas Annealing on Defect Passivation of SiO_2/ SiC Interfaces2008

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, Y. Watanabe, M. Harada, Y. Kagei, T. Kirino, T. Hosoi, T. Shimura, S. Mitani, N. Nakano, and T. Nakamura
    • 学会等名
      7th European Conference on Silicon Carbide and Related Materials
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2008-09-10
  • [図書] 半導体SiC技術と応用2011

    • 著者名/発表者名
      渡部平司
    • 総ページ数
      293-297
    • 出版者
      日刊工業新聞社
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www-asf.mls.eng.osaka-u.ac.jp/

  • [産業財産権] 半導体装置およびその製造方法2012

    • 発明者名
      渡部平司、志村考功、細井卓治、箕谷周平、中野佑紀、中村亮太、中村孝
    • 権利者名
      ローム(株)
    • 産業財産権番号
      特許権、特願2012-039059
    • 出願年月日
      2012-02-24
  • [産業財産権] 半導体装置2009

    • 発明者名
      渡部平司、志村考功、細井卓治、桐野嵩史、箕谷周平、中野佑紀
    • 権利者名
      ローム(株)
    • 産業財産権番号
      特許権、特願2009-206374
    • 出願年月日
      2009-09-07
  • [産業財産権] 半導体装置2009

    • 発明者名
      渡部平司、志村考功、細井卓治、桐野嵩史、箕谷周平、中野佑紀
    • 権利者名
      ローム(株)
    • 産業財産権番号
      特許権、特願2009-206373
    • 出願年月日
      2009-09-07
  • [産業財産権] 半導体装置の製造方法および半導体装置2009

    • 発明者名
      渡部平司、志村考功、細井卓治、桐野嵩史、箕谷周平、中野佑紀
    • 権利者名
      ローム(株)
    • 産業財産権番号
      特許権、特願2009-206372
    • 出願年月日
      2009-09-07

URL: 

公開日: 2013-07-31  

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