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2013 年度 実施状況報告書

4H-SiC表面再結合速度の定量的観測

研究課題

研究課題/領域番号 25390067
研究種目

基盤研究(C)

研究機関名古屋工業大学

研究代表者

加藤 正史  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80362317)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード電子・電気材料 / 電子デバイス・機器 / 材料加工・処理 / 省エネルギー / 半導体物性
研究概要

本研究では4H-SiCバイポーラデバイス実用化のために、キャリアライフタイムに影響を与える表面再結合速度を定量的に観測するものである。バイポーラデバイスにおいては表面処理プロセス後の表面再結合とその温度依存性が重要である。その背景に従い、本研究の当該年度においては、以下の項目を実施した。
1)表面処理プロセスを施した4H-SiC(0001)面の表面再結合速度評価:4H-SiC(0001)面自立エピ基板を利用し、表面処理プロセスが(0001)Si面およびC面の表面再結合速度に対して与える影響を観測した。実施した表面処理プロセスはプラズマエッチングや、溶融塩による化学エッチングであり、それらの処理を施した試料に対しキャリアライフタイム測定を行い表面再結合速度を見積もった。また、その他にも表面を保護する酸化膜のパッシベーション膜の堆積処理を施した試料に対しても予備的に実験を実施した。
2)表面再結合速度の温度依存性観測:非接触な熱風によりμ-PCD測定に影響を与えない形で試料を加熱し、熱電対および制御器により加熱器の出力を調整し、試料の温度を制御した。この温度制御された環境下で項目1)で使用した試料に対してμ-PCD測定を実施し、各表面状態での表面再結合速度の温度依存性を観測した。
上記の実験の実施により、様々な処理を施した4H-SiC(0001)面での表面再結合速度の定量的な値を得て、さらにその温度依存性の観測を行うことに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究計画・方法に記載した当該年度の研究項目にほぼ一致した内容を実施できているため。

今後の研究の推進方策

今後は研究計画に記載した、(1120)および(1100)面の表面再結合速度評価、およびpinダイオード測定による表面再結合速度の確認、の二項目を実施する予定である。

次年度の研究費の使用計画

(1100)面および(1120)面の試料の入手が当該年度にできなかったため、次年度に購入予定である。
(1100)面および(1120)面の試料の入手をして使用する予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Estimation of surface recombination velocities for n-type 4H-SiC surfaces treated by various processes2014

    • 著者名/発表者名
      Yuto Mori, Masashi Kato, Masaya Ichimura
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 778-780 ページ: 432-435

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/MSF.778-780.432

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlation between Microwave Reflectivity and Excess Carrier Concentrations in 4H-SiC2014

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kato, Yuto Mori, Masaya Ichimura
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 778-780 ページ: 293-296

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/MSF.778-780.293

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excess carrier lifetime and strain distributions in a 3C-SiC wafer grown on an undulant Si substrate2013

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kato, Atsushi Yoshida, Masaya Ichimura, Hiroyuki Nagasawa
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi A

      巻: 210 ページ: 1719-1725

    • DOI

      10.1002/pssa.201329015

    • 査読あり
  • [学会発表] 4H-SiCにおける表面再結合速度の温度依存性の評価2014

    • 著者名/発表者名
      小濱公洋,森佑人,加藤正史,市村正也
    • 学会等名
      2014年第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス
    • 年月日
      20140317-20140320
  • [学会発表] 自由キャリア吸収を用いたキャリアライフタイム測定装置の開発とSiCの評価2013

    • 著者名/発表者名
      森祐人、 グェンスァンチュン、 加藤正史、 市村正也
    • 学会等名
      SiC及び関連半導体研究 第22回講演会
    • 発表場所
      埼玉会館
    • 年月日
      20131209-20131210
  • [学会発表] 高水準注入条件におけるμ-PCD信号:高水準キャリアライフタイム評価への提案2013

    • 著者名/発表者名
      加藤 正史、森 祐人、市村 正也
    • 学会等名
      SiC及び関連半導体研究 第22回講演会
    • 発表場所
      埼玉会館
    • 年月日
      20131209-20131210
  • [学会発表] Estimation of Surface Recombination Velocities for n-type 4H-SiC Surfaces Treated by Various Processes2013

    • 著者名/発表者名
      Yuto Mori, Masashi Kato, Masaya Ichimura
    • 学会等名
      International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2013
    • 発表場所
      宮崎シーガイアフェニックス
    • 年月日
      20130929-20131004
  • [学会発表] Correlation between Microwave Reflectivity and Exxcess Carrier Concentrations in 4H-SiC2013

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kato, Yuto Mori, Masaya Ichimura
    • 学会等名
      International Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2013
    • 発表場所
      宮崎シーガイアフェニックス
    • 年月日
      20130929-20131004
  • [学会発表] FCA測定装置の開発とSiCのキャリアライフタイム評価への適用2013

    • 著者名/発表者名
      森祐人,チュングェン加藤正史,市村正也
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス
    • 年月日
      20130916-20130920
  • [学会発表] 高耐圧バイポーラSiCデバイス開発のためのp型SiCエピ層の評価2013

    • 著者名/発表者名
      加藤正史
    • 学会等名
      自動車技術会2013年春季大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      20130522-20130524
  • [学会発表] 様々な加工処理を施した4H-SiC表面のキャリアライフタイム評価2013

    • 著者名/発表者名
      森 祐人、加藤正史、市村正也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 電子デバイス研究会
    • 発表場所
      静岡大学創造科学技術大学院
    • 年月日
      20130516-20130517
  • [産業財産権] 半導体キャリアライフタイム測定方法2013

    • 発明者名
      加藤正史、森祐人
    • 権利者名
      加藤正史、森祐人
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-165683
    • 出願年月日
      2013-08-09

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公開日: 2015-05-28  

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