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2015 年度 実績報告書

SiC/金属界面レーザーアニールプロセスの動的モニタリング

研究課題

研究課題/領域番号 26630132
研究機関徳島大学

研究代表者

富田 卓朗  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (90359547)

研究分担者 岡田 達也  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (20281165)
山口 誠  秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90329863)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードレーザーアニール / モニタリング / SiC / 金属電極 / 合金化
研究実績の概要

SiCデバイスにおけるオーミック電極形成には、Ni蒸着後1000℃程度のアニールが不可欠であるが、アニール温度によりデバイスプロセスが制限される問題がある。本研究では、透明固体材料を加工可能なフェムト秒レーザーをNi/SiC界面へ照射し、従来のアニール温度より低温な熱アニールを行うことでNi/SiC界面の低温シリサイド化を試みた。
用いた試料はn型の4H-SiC基板であり、基板のSi面にNiを500nm蒸着した後、Ni/SiC界面へSiC基板側からフェムト秒レーザーを集光照射した。フェムト秒レーザー照射後、400℃において10分間のアニールを行った。アニール後、試料の元素結合状態を評価するため、フェムト秒レーザー照射領域に対してラマン分光測定をNi電極側から行った。加えて、試料断面の評価をTEMにより観察し、元素分析をEELSにより行った。
未照射およびフェムト秒レーザー照射後にアニールを行った4H-SiC基板のラマンスペクトルにおいて100cm-1および140cm-1にNi2Si由来のピークが確認された。これはフェムト秒レーザー照射により結合が切られたSiがアニールによってNi膜側へ拡散し、Ni2Siを形成したためと考えられる。フェムト秒レーザー照射の低温シリサイド化への寄与を調べるため、試料表面のラマンマッピングを行った。その結果、フェムト秒レーザー照射領域でNi2Siのピーク強度が大きくなっていることが明らかとなった。加えて、試料断面のTEM観察結果およびEELSによるTEM試料の元素分析結果から、フェムト秒レーザー照射領域においてSiのNi膜中への拡散を確認した。
以上の結果から、フェムト秒レーザー支援アニールは、Ni/SiC界面をより低温でシリサイド化できる可能性を示した。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Low-Temperature Diffusion at Ni/SiC Interface with the Aid of Femtosecond Laser-Induced Strain2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Takidani, Kazuki Morimoto, Kenta Kondo, Tomoyuki Ueki, Takuro Tomita, Yasuhiro Tanaka and Tatsuya Okada
    • 雑誌名

      Journal of Laser Micro/Nanoengineering

      巻: 10 ページ: 214-219

    • DOI

      10.2961/jlmn.2015.03.0014

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] レーザー支援アニールによるNi/SiC界面でのニッケルシリサイド形成及び炭素拡散2015

    • 著者名/発表者名
      滝谷 悠介, 近藤 健太, 直井 美貴, 富田 卓朗, 岡田 達也
    • 学会等名
      応用物理学会 先進パワー半導体分科会 第2回講演会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター (大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-09
  • [学会発表] フェムト秒レーザー照射による SiC 上へのオーミック電極作製の可能性2015

    • 著者名/発表者名
      富田 卓朗
    • 学会等名
      日本金属学会中四国支部 第54回材質制御研究会
    • 発表場所
      徳島大学 (徳島県徳島市)
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-25
    • 招待講演
  • [学会発表] Ni/SiC界面におけるフェムト秒レーザ照射誘起ひずみ及び低温アニールによるNiシリサイド形成2015

    • 著者名/発表者名
      滝谷 悠介, 近藤 健太, 植木 智之, 田中 康弘, 富田 卓朗, 岡田 達也
    • 学会等名
      日本金属学会2015年秋期講演大会
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス (福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-17
  • [学会発表] フェムト秒レーザー照射によるNi/SiC界面へのひずみ導入と低温アニール2015

    • 著者名/発表者名
      滝谷 悠介, 近藤 健太, 植木 智之, 田中 康弘, 富田 卓朗, 岡田 達也
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場 (愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-13
  • [学会発表] Ni/SiC界面におけるフェムト秒レーザ照射誘起ひずみを応用した低温拡散2015

    • 著者名/発表者名
      滝谷 悠介, 近藤 健太, 植木 智之, 田中 康弘, 富田 卓朗, 岡田 達也
    • 学会等名
      日本金属学会中国四国支部第55回講演大会
    • 発表場所
      広島工業大学 (広島県広島市)
    • 年月日
      2015-08-19 – 2015-08-20
  • [学会発表] SiC基板への回路描画を目指したフェムト秒レーザー改質2015

    • 著者名/発表者名
      板東 洋太, 直井 美貴, 富田 卓朗
    • 学会等名
      2015年度応用物理・物理系学会中国四国支部合同学術講演会
    • 発表場所
      徳島大学 (徳島県徳島市)
    • 年月日
      2015-08-01 – 2015-08-01
  • [備考] 徳島大学理工学部理工学科電気電子システムコース物性デバイス大講座

    • URL

      http://www.ee.tokushima-u.ac.jp/Research/aMDS/MDS_res.html

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公開日: 2017-01-06  

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