Electrically Detected Magnetic Resonance (EDMR) studies of SiC-SiO interfaces

SiC-SiO界面の電気的検出磁気共鳴(EDMR)による研究

梅田 享英*; 小杉 良治*; 福田 憲司*; 森下 憲雄*; 大島 武; 江嵜 加奈*; 磯谷 順一*

Umeda, Takahide*; Kosugi, Ryoji*; Fukuda, Kenji*; Morishita, Norio*; Oshima, Takeshi; Ezaki, Kana*; Isoya, Junichi*

炭化ケイ素(SiC)半導体を用いた金属-酸化膜(SiO)-半導体(MOS)界面に存在する欠陥等を電気的検出磁気共鳴(EDMR)法を用いて調べた。SiC-SiO界面は、従来のシリコン(Si)-SiO界面と異なり炭素(C)等の不純物の存在が考えられるが、50Kでの低温測定を行うことでCダングリングボンドに起因するPと呼ばれる欠陥センターやCダングリングボンドが水素や窒素(N)によって終端されたPセンターが観測された。また、MOSデバイスの特性向上を目的にN処理を行った試料では界面付近にNドナーに起因するNhセンターが観測された。このことは、界面にNドナーが導入されることにより界面付近のキャリア(電子)濃度上昇し、その結果、チャンネルの伝導度が高くなることで高品質なMOSデバイスが作製されることを示唆する結果といえる。

Metal-Oxide (SiO)-Semiconductor (MOS) structures fabricated on Silicon Carbide (SiC) were studied using Electrically Detected Magnetic Resonance technique (EDMR). The residual Carbons are expected to be near the interface between SiC and SiC-SiOSiO, which is different from Si-SiO interface. By the EDMR measurements at 50K, a defect center related to C dangling bonds which is called P center and also a center related to C dangling bonds terminated by hydrogens or nitrogens (Ns) which is called P were observed. In addition, a center related to N donor which is called Nh exist near the interface from N-treatment samples. This suggests that carrier concentration increases near the interface due to the introduction of donors, and as a result, the channel conductance increases.