Si面とC面の違いによる第一原理分子動力学法で生成したアモルファスSiO/SiC原子構造モデルの界面欠陥

Interface defect of amorphous SiO/SiC interface atomic model generated by first-principals molecular dynamics method

宮下 敦巳; 大沼 敏治*; 土田 秀一*; 吉川 正人

Miyashita, Atsumi; Onuma, Toshiharu*; Tsuchida, Hidekazu*; Yoshikawa, Masahito

SiC半導体デバイスは耐熱性・耐電圧性・耐放射線性の面で非常に優れているが、SiCと酸化膜の界面に欠陥が発生するとデバイス性能が劣化するため、界面欠陥の解析が非常に重要となっている。本研究では実際のデバイス界面を模擬した原子構造モデルを計算機上に構築し電子構造を導出することで、界面欠陥が界面電気特性に与える影響を理論的側面から追求している。4H-SiC(0001)面(Si面)及び(000)面(C面)上に水晶を接続した2種類の界面原子構造モデルに対して、4000Kでの加熱を行った後、-1000K/psの速度で室温までの急冷を行い、アモルファスSiO/SiC界面原子構造を生成した。それぞれのモデルはシリコン252個,炭素144個,酸素216個,水素36個の648原子を含む。生成された界面では、Si面界面はほとんどがSi-O結合で接続しているが、他にもSi-Si結合やSiダングリングボンド(DB)が観察された。他方、C面界面ではC-Si結合が多いが、ほかにもC-O結合やC DBが観察され、面方位による界面構造の違いが認められた。

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