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2014 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
研究実績の概要

前年度の研究実績である、様々な表面処理を行ったn型4H-SiC(0001)および(000-1)面の表面再結合の温度依存性に関する実験結果を受けて、当該年度においては以下の研究実績を得た。
n型4H-SiC(0001)および(000-1)面の表面再結合速度の温度依存性について、数値解析と比較することにより定量的な値を得た。その結果、n型4H-SiC(0001)および(000-1)面の表面再結合速度は温度に対してほぼ不変であることがわかった。この温度依存性のない現象は表面の処理として化学機械研磨、化学エッチング、プラズマエッチングを施しても同じであった。
また、(1-100)面および(11-20)面を有するn型4H-SiCエピ膜も入手し、実験を実施している段階である。
さらには(0001)および(000-1)面のp型4H-SiCエピ膜も入手し、実験結果を得ているが、数値解析においてn型のものよりも考慮すべきパラメータが多いため、定量的な検討に至っておらず、今後の課題である。
一方、上記の取り組みの過程において、表面再結合速度を評価するためのキャリアライフタイム測定について次の注意点を明らかにした。それはキャリアライフタイム測定において一般的に用いられるマイクロ波のプローブは、半導体内部の励起キャリアの密度がドーピング濃度を超えた場合、正確なキャリアライフタイムを示さないことである。したがってキャリアライフタイム測定は低水準注入の条件で行うべきであり、上記の表面再結合速度の定量化も低水準注入条件での測定を基にして行った。

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

計画していたn型4H-SiC(0001)および(000-1)面の表面再結合速度およびその温度依存性についての定量化について結論を得ており、さらに他の面およびp型についての評価も順調に実施しているため。

今後の研究の推進方策

n型4H-SiC(1-100)面および(11-20)面の表面再結合速度の定量化を行い、さらにp型4H-SiC(0001)および(000-1)面についても同様の実験を実施する。また、可能であればpinダイオードの特性による表面再結合速度の確認も行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

購入物品について当初予定より若干金額を抑えることができたため、予定金額との差額を次年度に繰り越す。

次年度使用額の使用計画

次年度の交付金と合わせて、予定している物品を購入する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Microwave reflectivity from 4H-SiC under a high-injection condition: impacts of electron – hole scattering2015

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

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 ページ: 04DP14

    • DOI

      10.7567/JJAP.54.04DP14

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Surface recombination velocities for n-type 4H-SiC treated by various processes2014

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

      Journal of Physics D: Applied Physics

      巻: 47 ページ: 335102

    • DOI

      10.1088/0022-3727/47/33/335102

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 4H-SiC 表面再結合速度における温度依存性の解析2015

    • 著者名/発表者名
      小濱 公洋,森 祐人,加藤 正史,市村 正也
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [学会発表] n 型 4H-SiC における表面再結合速度の温度依存性に対する評価2014

    • 著者名/発表者名
      小濱 公洋,森 祐人,加藤 正史,市村 正也
    • 学会等名
      先進パワー半導体分科会 第 1 回講演会
    • 発表場所
      ウインクあいち
    • 年月日
      2014-11-19 – 2014-11-20
  • [学会発表] Deep levels in electron irradiated semi-insulating 4H-SiC: electronic, optical and structural observation2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki NAKANE, Masashi KATO, Masaya ICHIMURA, Takeshi OHSHIMA, Ivan IVANOV, Xuan TRINH, Nguyen SON, Erik JANZÉN
    • 学会等名
      European Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2014
    • 発表場所
      Grenoble
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-25
  • [学会発表] Temperature dependence of surface recombination velocities for n-type 4H-SiC2014

    • 著者名/発表者名
      Masashi KATO, Kimihiro KOHAMA, Yuto MORI, Masaya ICHIMURA
    • 学会等名
      European Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2014
    • 発表場所
      Grenoble
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-25
  • [学会発表] Microwave reflectivity from 4H-SiC in the high injection condition: Impacts of the electron-hole scattering2014

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kato, Yuto Mori, Masaya Ichimura
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials 2014
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-11
  • [学会発表] Time-Resolved Observation of Free Carrier Absorption for Carrier Lifetime Measurement of SiC2014

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kato, Yuto Mori, Nguyen Xuan Truyen, Masaya Ichimura
    • 学会等名
      IUMRS-ICA 2014
    • 発表場所
      Fukuoka University
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
  • [学会発表] 高水準注入状態のSiCからの反射マイクロ波信号 ~ キャリアライフタイムの正確な評価に向けて ~2014

    • 著者名/発表者名
      加藤正史、森祐人、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
      名古屋大学 VBL
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-29
  • [学会発表] Silicon Carbide: Not Only for Energy Savings but Also for Energy Generation2014

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kato
    • 学会等名
      EVTeC & APE Japan 2014
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama
    • 年月日
      2014-05-22 – 2014-05-24
  • [学会発表] Understanding of Structures of the Deep Levels in 4H-SiC: Toward Development of Bipolar SiC Devices for Motor Drives2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Nakane, Masashi Kato, Masaya Ichimura
    • 学会等名
      EVTeC & APE Japan 2014
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama
    • 年月日
      2014-05-22 – 2014-05-24

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公開日: 2016-05-27  

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