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2010 年度 実績報告書

無転位シリコンカーバイド結晶成長の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20560301
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

畑山 智亮  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (90304162)

キーワード炭化ケイ素 / シリコンカーバイド / 転位 / エッチング / 半導体
研究概要

シリコンカーバイド(炭化ケイ素,SiC)はSiの限界を超える次世代パワー半導体として期待されており、電力や自動車の省エネルギーを目的として活発に開発が行われている。通常供給されるSiCウエーハには転位が1平方センチあたり10,000ヶ以上存在して電子デバイスの実用化が阻まれ、デバイス設計に必要な正確なSiCの基礎電子物性も明らかではない。これら課題の解決には転位密度ゼロ目指すことが本質的に重要であることを申請者は痛感している。本研究は、これまでの研究成果を活用・発展させて無転位SiCの結晶成長を行うことである。この年度ではSiCの横方向成長とその領域の転位評価を中心に行った。横方向成長は基板にあらかじめ凸型構造を作り、それをもとに成長した。
横方向成長速度はオフ角度が0度に近いほど速く、転位の転換率が高い。横方向成長領域の転位は、電子線起電流法とエッチピット観察により評価した。その結果、凸構造の底部に転位があると、成長層中にそれが引き継がれることがあった。そこで凸構造ではなく、逆円錐状のSiC基板を用意し、それを種に横方向成長を行った。逆円錐状のSiCは本研究期間中に確立したエッチング法を用いて形成した。またこれまでの知見を活用し、気相雰囲気中でシリコン種が多くなる条件で成長を行った。その結果、逆円錐状のSiCの先端から横方向へ延びる成長が確認できた。その領域では成長領域を貫通する転位が減った。特に基板のオフ角度が小さいとき、基板よりも転位密度が低かった。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Control of inclined sidewall angles of 4H-SiC mesa and trench structures2011

    • 著者名/発表者名
      H.Koketsu, T.Hatayama
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 679 ページ: 485-488

    • 査読あり
  • [学会発表] SiCにおけるエッチピット形状オフ角度およびポリタイプ依存性2010

    • 著者名/発表者名
      畑山
    • 学会等名
      シリコンカーバイド及び関連ワイ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
    • 年月日
      2010-10-21
  • [学会発表] 熱エッチングによるマイクロメータサイズのSiC円錐状構造の自己形成2010

    • 著者名/発表者名
      網嶋、畑山
    • 学会等名
      シリコンカーバイド及び関連ワイ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
    • 年月日
      2010-10-21
  • [学会発表] 塩素ガス熱エッチングによる4H-SiCサブトレンチの解消2010

    • 著者名/発表者名
      纐纈、畑山
    • 学会等名
      シリコンカーバイド及び関連ワイ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
    • 年月日
      2010-10-21

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公開日: 2012-07-19  

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