SiO/4H-SiC界面構造と伝導帯オフセットの相関

Correlation between SiO/SiC interface structure and conduction band offset

桐野 嵩史*; Chanthaphan, A.*; 池口 大輔*; 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*; 渡部 平司*

Kirino, Takashi*; Chanthaphan, A.*; Ikeguchi, Daisuke*; Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden; Mitani, Shuhei*; Nakano, Yuki*; Nakamura, Takashi*; Hosoi, Takuji*; Shimura, Takayoshi*; Watanabe, Heiji*

SiO/SiC構造の界面特性と伝導帯オフセットの関係を詳細に調べるため、スパッタ成膜で形成したSiO/SiC構造の放射光XPS測定を行い、熱酸化SiO/SiC構造と比較した。スパッタ膜のSiO/SiC界面では熱酸化膜と比較して高価数成分が減少し、サブオキサイド成分の総量が少ないことが明らかとなった。またスパッタ試料のSiOピークは熱酸化試料と比較して0.24eV高結合エネルギー側にシフトし、SiO/SiC界面の伝導帯オフセットが小さいことを示唆する結果を得た。O1sエネルギー損失スペクトルよりSiOのバンドギャップを、また、高運動エネルギー領域に見られる価電子帯スペクトルよりSiO/SiC構造の価電子帯オフセットを求めた。伝導帯オフセットは熱酸化膜よりスパッタ膜の方が約0.35eV小さい結果を得た。

In order to investigate correlation between a conduction band offset and the interface characteristics of SiO/SiC structure, synchrotron radiation XPS have been conducted for the SiO/SiC structure formed by sputtering and thermal oxidation. In the SiO/SiC interface formed by sputtering, higher oxidation number components decreased and the total amount of suboxides was small comparing with thermal oxidation. Furthermore, an SiO photoemission peak of the sputtering sample was shifted to higher binding energy side by 0.24 eV, and a conduction band offset was smaller comparing with the thermal oxide sample. The SiO band gap was evaluated from an O1s energy loss spectrum, and the valence band offset was also obtained from a valence band photoemission spectrum. The conduction band offset for the sputtering sample was smaller by 0.35 eV comparing with the thermal oxide sample.