Atomic and electronic structure analysis of the interface between -SiO and 4H-SiC(11-20)

-SiOと4H-SiC(11-20)界面における原子及び電子構造解析

宮下 敦巳; 吉川 正人

Miyashita, Atsumi; Yoshikawa, Masahito

4H-SiC基板に形成したトレンチゲートMOS-FETでは、側壁に相当する(11-20)面(A面)のチャンネル移動度が、(0001)面(Si面)に比べ高いことが知られている。そこで、A面で高いチャネル移動度が得られる理由を調べるため、アモルファスSiO(-SiO)とA面の4H-SiCとの界面原子構造モデルを、従来通り加熱・急冷法を用いた計算機シミュレーションで生成し、これまでの研究で得られていた、Si面上の界面での原子・電子構造の解析結果と比較した。得られたA面モデルについて電子構造を解析した所、Si面モデルではバンドギャップ中に現れていた界面Siに起因する欠陥準位の幾つかが、A面モデルでは生成されないことがわかった。特に、SiC層中のSiを源とし、結合長の伸展したSi-C結合に起因する欠陥は、Si面モデルでは欠陥準位のエネルギーが伝導帯下端付近にあるため、チャネル移動度を大きく低下させる原因となるが、A面モデルではSi-C結合が界面に露出するため歪が緩和され、欠陥準位が顕在化しないことがわかった。欠陥準位のエネルギーが伝導帯下端付近にあり、チャネル移動度を大きく低下させる欠陥準位が顕在化しないことが、A面において高い移動度が実現される原因である可能性が示唆された。

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