熱酸化SiO/4H-SiC界面原子構造と伝導帯オフセット評価

Evaluation of interface atomic structures and valence band off-set for SiO/4H-SiC formed by thermal oxidation

渡部 平司*; 桐野 嵩史*; 景井 悠介*; Harries, J.; 吉越 章隆 ; 寺岡 有殿; 箕谷 周平*; 中野 佑紀*; 中村 孝*; 細井 卓治*; 志村 考功*

Watanabe, Heiji*; Kirino, Takashi*; Kagei, Yusuke*; Harries, J.; Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden; Mitani, Shuhei*; Nakano, Yuki*; Nakamura, Takashi*; Hosoi, Takuji*; Shimura, Takayoshi*

SiC-MOSFETではSiO/SiC界面欠陥に起因する移動度劣化によってチャネル抵抗が増大する。4H-SiC(000-1)C面基板上に作製したMOSFETでは、4H-SiC(0001)Si面と比較して高いチャネル移動度が得られることが知られているが、一方で酸化膜の信頼性劣化が顕著であることが報告されている。また、従来の4H-SiC(0001)Si面と比較してSiO/SiC界面の伝導帯オフセット、並びに、界面準位密度のエネルギー分布が異なることも指摘されているが、これらの物理的な起源については明らかにされていない。よってわれわれは、(000-1)C面の界面特性及び信頼性劣化要因の解明を目指し、放射光XPSを用いて(0001)Si及び(000-1)C面に形成した熱酸化SiO/SiC界面の化学結合状態並びにエネルギーバンド構造を評価した。

Channel registibity of SiC-MOSFETs becomes larger with decreasing carrier mobility due to defects in the SiO/SiC interface. Although channel mobility is larger than that of 4H-SiC(0001)Si face in the MOSFET fabricated on the 4H-SiC(000-1)C face, degradation of reliability for an oxide layer is remarkable. Valence band off-set and interface level density of the SiO/SiC interface are different from the former 4H-SiC(0001)Si face. Physical origins for these characters has not known yet. Thus, in order to make clear the origin of reliability degradation and interface characteristics of (000-1)C face, the energy band structure and chemical bonding states of the SiO/SiC interface formed by thermal oxidation.