| 研究課題/領域番号 |
25286054
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
藤ノ木 享英 (梅田享英) 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (10361354)
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| 研究分担者 |
小杉 亮治 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 先進パワーエレクトロニクス研究センター, 研究員 (10356991)
原田 信介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 先進パワーエレクトロニクス研究センター, グループリーダー (20392649)
岡本 光央 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 先進パワーエレクトロニクス研究センター, 研究員 (60450665)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 炭化ケイ素 / 酸化膜界面 / 界面欠陥 / 電界効果トランジスタ / 電子スピン共鳴分光 / ESR法 / 電流検出ESR法 |
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| 研究実績の概要 |
4H-SiC MOS界面欠陥について以下の点を明らかにした。
（１）Si面MOS界面における窒化処理（窒素添加）とPOCl3アニール処理（リン添加）について、窒素ドナーとリンドナーのドーピング密度を電子スピン共鳴分光（ESR）で測定した。それぞれの濃度が7e17/cm3、5.6e18/cm3であることが分かった。
（２）C面MOSFETで観察される"C面固有欠陥"について電流検出ESR（EDMR）で調査した。C面MOSFETのうち閾値シフトが小さいタイプ（goodタイプ）と大きいタイプ（badタイプ）を調査したところ、C面固有欠陥はbadタイプで著しく多いことが分かった。またガンマ線照射（水素脱離）を行うと、C面固有欠陥のEDMR信号が徐々に増大していき、かつ、EDMR信号が最大となる負のゲート電圧が徐々に負側にシフトしていくことが分かった。これらの挙動は、C面固有欠陥がEv+1.0eV以下にドナー準位をもち、そのドナー準位が正孔をトラップしていると考えると説明がつく。EDMR信号のゲート電圧依存性をデバイスシミュレーターでシミュレーションした結果、C面固有欠陥密度はgoodタイプで4e12/cm2、badタイプで8.5e12～13e13/cm2と求められた。
（３）C面MOSFETには、ウェット酸化で作られたgoodタイプ、badタイプの他に、ドライ酸化で作られた超badタイプもある。ドライ酸化C面をEDMR法で観察したところ、ウェット酸化C面とは欠陥の種類が違うことが分かった。ドライ酸化C面ではアモルファスカーボン/カーボンクラスターの信号が観測された。このことから次のような推測ができる。ドライ酸化では界面に余分な炭素が蓄積し、カーボンクラスターが発生する。このカーボンクラスターがMOSFETの電気特性を劇的に悪化させる。→ウェット酸化ではカーボンクラスターは除去される。その代わりに"C面固有欠陥"という別の界面欠陥が発生する。
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| 現在までの達成度 (段落) |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額の使用計画 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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