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2010 年度 研究成果報告書

硝酸酸化法による表面ナノ細孔を用いるSiO2/SiC構造の低温創製

研究課題

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研究課題/領域番号 20246005
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関大阪大学

研究代表者

小林 光  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (90195800)

研究分担者 松本 健俊  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (20390643)
山口 俊郎  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (40167698)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
キーワードSiC / SiO2 / 低温酸化 / MOS / 硝酸酸化 / リーク電流 / 水素処理 / 界面準位
研究概要

硝酸酸化法を用いて、電気特性の良好なSiO_2/SiC構造を低温創製した。3C-SiCでは、400℃の水素処理によって表面が原子レベルで平坦になった。その後、濃度が40%と68%の硝酸で酸化する二段階硝酸酸化法を用いて120℃で、SiC/SiO_2構造を形成した。水素処理をSiCに施さなかった場合はリーク電流は高かったが、水素処理を施すことによってリーク電流密度が約6桁減少した。気相硝酸酸化法を用いて、600℃でSiO_2/4H-SiC構造を形成した。酸化は、ステップエッジのみから起こり、C面の初期酸化速度はSi面の酸化速度の2.8倍あることがわかった。Si面では界面にSiOCが形成されるが、C面ではそれが存在しないことがわかった。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (6件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Sub-micronmeter ultralow power TFT with 1.8nm NAOS SiO_2/20nm CVD SiON gate stack structure2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Kubota, T. Matsumoto, S. Imai, M. Yamada, H. Tsuji, K. Taniguchi, S. Terakawa, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      IEEE Trans. 58(4)

      ページ: 1134-1140

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultra-low power TFT with gate oxide fabricated by nitric acid oxidation method2010

    • 著者名/発表者名
      T. Matsumoto, Y. Kubota, M. Yamada, H. Tsuji, T. Shimatani, Y. Hirayama, S. Terakawa, S. Imai, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      IEEE Electron Device Lett. 31(8)

      ページ: 821-823

    • 査読あり
  • [雑誌論文] SiO_2/Si structure having low leakage current fabricated by nitric acid oxidation method with Si source2010

    • 著者名/発表者名
      T. Yanase, M. Matsumoto, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      Electrochem.Solid-State Lett. 13(7)

      ページ: H253-H256

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low temperature fabrication of 5~10nm SiO_2/Si structure using advanced nitric acid oxidation of silicon (NAOS) method2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Fukaya, T. Yanase, Y. Kubota, S. Imai, T. Matsumoto, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      Appl.Surf.Sci. 256

      ページ: 5610-5613

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitric acid oxidation of Si (NAOS) method for low temperature fabrication of SiO_2/Si and SiO_2/SiC structures2010

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi, K. Imamura, W.-B. Kim, S.-S. Im, Asuha
    • 雑誌名

      Appl.Surf.Sci. 256

      ページ: 5744-5756

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrathin SiO_2 layer with a low leakage current density formed with~100 % nitric acid vapor2010

    • 著者名/発表者名
      W.-B. Kim, T. Matsumoto, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      Nanotechnology 21

      ページ: 1152021-1152028

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitric acid oxidation of SI method at 120℃ : HNO_3 concentration dependence2010

    • 著者名/発表者名
      K. Imamura, M. Takahashi, Asuha, Y. Hirayama, S. Imai, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. 107(5)

      ページ: 0545031-0545035

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrathin SiO_2 layer with an extremely low leakage current density formed in high concentration nitric acid2009

    • 著者名/発表者名
      W.-B. Kim, T. Matsumoto, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. 105

      ページ: 1037091-1037096

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Band alignment of SiO_2/Si structure formed with nitric acid vapor below 500℃2009

    • 著者名/発表者名
      K. Imamura, M. Takahashi, S. Imai, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      Surf.Sci. 603(7)

      ページ: 968-972

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low temperature formation of SiO_2 thin films by nitric acid oxidation of Si (NAOS) and application to thin film transistor (TFT)2009

    • 著者名/発表者名
      T. Matsumoto, Asuha, W.-B. Kim, M. Yamada, S Imai, S. Terakawa, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      Microelectron.Eng. 86

      ページ: 1939-1941

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrathin SiO_2 layer on atomically flat Si(111) surfaces with excellent electrical characteristics formed by nitric acid oxidation method2008

    • 著者名/発表者名
      W.-B. Kim, Asuha, T. Matsumoto, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 93

      ページ: 072101-1-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitric acid oxidation of 3C-SiC to fabricate MOS diodes with a low leakage current density2008

    • 著者名/発表者名
      M. Takahashi, S.-S. Im, M. Madani, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      J. Electrochem.Soc. 155(1)

      ページ: H47-51

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitric Acid Oxidation Method to Form SiO_2/3C-SiC Structure at 120℃2008

    • 著者名/発表者名
      S.-S. Im, S. Terakawa, H. Iwasa, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      Appl.Surf.Sci. 254

      ページ: 3667-3671

    • 査読あり
  • [雑誌論文] SiC cleaning method by use of dilute HCN aqueous solutions2008

    • 著者名/発表者名
      M. Madani, Y.-L. Liu, M. Takahashi, H. Iwasa, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      J.Electrochem.Soc. 155(11)

      ページ: H895-H898

    • 査読あり
  • [学会発表] Improvement of Si solar cell performance by new chemical methods : surface passivation, defect elimination, metal removal, and surface structure transfer2010

    • 著者名/発表者名
      小林光
    • 学会等名
      7^<th> Solid State Surfaces and Interfaces
    • 発表場所
      Smolenice(スロバキア)招待講演
    • 年月日
      2010-11-22
  • [学会発表] Characterization of ultra-low power thin film transistors (TFTs) with SiO_2 layer formed by the nitric acid oxidation of Si (NAOS) method2010

    • 著者名/発表者名
      松本健俊, 小林光
    • 学会等名
      7^<th> Solid State Surfaces and Interfaces
    • 発表場所
      Smolenice(スロバキア)招待講演
    • 年月日
      2010-11-22
  • [学会発表] 気相硝酸酸化(NAVOS)法によるSiO_2/4H-SiC構造の低温創製2010

    • 著者名/発表者名
      趙惠淑、松本健俊、岩佐仁雄、小林光
    • 学会等名
      SiC及び関連ワイドバンドギャップ半導体研究会第19回講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 年月日
      2010-11-14
  • [学会発表] 気相硝酸酸化法によるSiO_2/SiC構造の低温創製2010

    • 著者名/発表者名
      趙惠淑、松本健俊、岩佐仁雄、小林光
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府)
    • 年月日
      2010-09-23
  • [学会発表] Low temperature nitric acid oxidation of Si (NAOS) for fabrication of gate oxides in LSI and TFT2008

    • 著者名/発表者名
      小林光
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Hybrid Materials and Processing
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2008-10-27
  • [学会発表] Nitric acid oxidation of Si at 120℃ to fabricate MOS Structure with excellent electrical characteristics2008

    • 著者名/発表者名
      小林光
    • 学会等名
      1st International Conference on Thin Films and Porous Materials
    • 発表場所
      Zeralda, Algiers, Algeria
    • 年月日
      2008-05-19
  • [図書] SiCパワーデバイス最新技術第11章SiCパワーデバイス用酸化膜の形成方法2010

    • 著者名/発表者名
      松本健俊、小林光
    • 総ページ数
      138-159
    • 出版者
      サイエンス&テクノロジー株式会社
  • [備考] ホームページ

    • URL

      http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/fcm/index.html

  • [産業財産権] 半導体装置及びその製造方法2010

    • 発明者名
      小林光
    • 権利者名
      小林光
    • 産業財産権番号
      特願2010-196672
    • 出願年月日
      2010-09-02

URL: 

公開日: 2012-01-26   更新日: 2016-04-21  

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