電流検出ESRによるC面4H-SiC MOSFETの界面欠陥の測定

Electrically detected magnetic spectroscopy on interface defects in 4H-SiC (000-1) C-face metal-oxide-semiconductor field effect transistors

梅田 享英*; 佐藤 嘉洋*; 荒井 亮*; 岡本 光央*; 原田 信介*; 小杉 亮治*; 奥村 元*; 牧野 高紘; 大島 武

Umeda, Takahide*; Sato, Yoshihiro*; Arai, Ryo*; Okamoto, Mitsuo*; Harada, Shinsuke*; Kosugi, Ryoji*; Okumura, Hajime*; Makino, Takahiro; Oshima, Takeshi

耐放射線性半導体素子への応用が期待される炭化ケイ素(SiC)半導体のデバイス特性の向上に資する研究の一環として、金属-酸化膜-半導体 電界効果トランジスタ(MOS FET)の酸化膜-半導体界面に発生する欠陥を電流検出電子スピン共鳴(EDMR)を用いて評価した。C面六方晶(4H)SiC上に化学気相法によりエピタキシャル膜を成長し、水蒸気及び水素処理を用いてゲート酸化膜を形成することでMOSFETを作製した。その後、4H-SiC MOSFETは界面欠陥を導入するために、室温で線照射を行った。EDMR測定を行い界面欠陥を調べたところ、1000ppmを超える非常に強い信号が観測された。デバイスの動作状態と信号強度の関係を調べることで、この信号は価電子帯近傍に準位を持つ界面欠陥であると決定できた。さらに、欠陥構造に関する知見を得るために炭素同位体(C)の超微細相互作用を調べたところ、この界面欠陥は炭素原子が関与することが判明した。

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