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/GaN interfaces with suppressed Ga-oxide interlayer via sputter deposition of SiO大西 健太郎*; 小林 拓真*; 溝端 秀聡*; 野崎 幹人*; 吉越 章隆; 志村 考功*; 渡部 平司*
Japanese Journal of Applied Physics, 62(5), p.050903_1 - 050903_4, 2023/05
被引用回数：2 パーセンタイル：71.03(Physics, Applied)高品質SiO/GaN MOS構造の実現には、GaO
界面層の形成が有効である。しかしGaO層を形成した場合、熱処理条件を注意深く設計しなければ、GaO層の還元に伴い正の固定電荷が生成する。そこで本研究では、GaN上にSiOをスパッタ成膜することで、不安定なGaO層を最小限に抑制することを目指した。実際に放射光X線光電子分光測定により、プラズマ化学気相成長法(PECVD)でSiOを成膜した場合と比較して、スパッタ成膜ではGaO層が抑制できることを確認した。成膜後に適切な温度で酸素・フォーミングガスアニールを実施することで、良好な界面特性、絶縁性を有するGaN MOSデバイスを実現した。
/GaN metal-oxide-semiconductor structures fabricated on N-polar GaN(000
) substrates溝端 秀聡*; 冨ヶ原 一樹*; 野崎 幹人*; 小林 拓真*; 吉越 章隆; 細井 卓治*; 志村 考功*; 渡部 平司*
Applied Physics Letters, 121(6), p.062104_1 - 062104_6, 2022/08
被引用回数：1 パーセンタイル：15.88(Physics, Applied)N極性GaN(000)基板上に作製したSiO/GaN MOS構造の界面特性とエネルギーバンドアライメントを、電気測定と放射光X線光電子分光法を用いて調べた。さらに、得られた結果をGa極性GaN(0001)上のSiO/GaN MOS構造の特性と比較した。SiO/GaN(000)構造はGaN(0001)基板上に作製した構造よりも熱的に不安定であることがわかった。しかし、絶縁膜堆積後アニールの条件を最適化することにより、SiO/GaN(000)構造でも優れた電気特性が得られた。一方で、SiO/GaN(000)構造の伝導帯オフセットがSiO/GaN(0001)構造よりも小さく、これによるゲートリーク電流の増大が見られた。以上のことから、MOSデバイスの作製においてN極性GaN(000)基板の利用には注意を要することを明らかにした。
/4H-SiC(11
0) interfaces中沼 貴澄*; 岩片 悠*; 渡部 ありさ*; 細井 卓治*; 小林 拓真*; 染谷 満*; 岡本 光央*; 吉越 章隆; 志村 考功*; 渡部 平司*
Japanese Journal of Applied Physics, 61(SC), p.SC1065_1 - SC1065_8, 2022/05
被引用回数：8 パーセンタイル：75.56(Physics, Applied)本研究ではSiC(110)面のNO窒化過程を詳細に観察し、MOSキャパシタの電気的特性への影響を調べた。具体的には、走査型X線光電子分光法によりサブナノメートルオーダの窒素分布プロファイリングを行った。その結果、窒化は(0001)面よりもはるかに速く進行し、界面の窒素濃度は約2.3倍であった。暗所および紫外線照射下で容量-電圧(
)測定を行い、伝導帯端/価電子帯端近傍の欠陥や、ヒステリシス・シフトを引き起こす欠陥を評価した。これらの欠陥は、窒化の進行とともに失活化されたが、過度の窒化は逆に電気的特性の劣化を招くことが分かった。以上の実験結果をもとに、NO窒化の最適条件を議論した。
0) MOS devices中沼 貴澄*; 小林 拓真*; 細井 卓治*; 染谷 満*; 岡本 光央*; 吉越 章隆; 志村 考功*; 渡部 平司*
Applied Physics Express, 15(4), p.041002_1 - 041002_4, 2022/04
被引用回数：6 パーセンタイル：64.66(Physics, Applied)NO窒化SiC(110)(a面)MOSデバイスのリーク電流およびフラットバンド電圧(VFB)安定性を系統的に調査した。NO窒化は界面特性改善に有効であるが、Fowler-Nordheim(F-N)電流の立ち上がり電界を1MVcm
程度低下させ、顕著なリーク電流をもたらした。また、放射光X線光電子分光による測定の結果、窒化処理によってSiO/SiC界面の伝導帯オフセットが低減していることがわかり、リーク電流増大の起源が明らかになった。さらに、正および負バイアスストレス試験により、窒化a面MOSデバイスでは、電子および正孔注入に対してVFBが不安定であることが明確に示された。
小林 孝良
日本原子力学会誌ATOMO
, 54(10), p.664 - 666, 2012/10
高速実験炉「常陽」では、原子炉容器内の実験装置の取扱において起ったトラブルを受け、ビデオカメラやファイバスコープを用い、高温・高放射線量の原子炉容器内部の状況を把握するとともに、プラント機能復旧のために必要となる技術開発を進めてきた。本稿では、これまで進めてきた観察・補修技術開発の意義と得られた成果、そして今後の復旧への取り組みを紹介する。
北村 了一; 前田 幸基; 小林 孝良
no journal, ,
高速実験炉「常陽」の原子炉容器内は、停止中も約200
Cのナトリウムが充填され、
線量率は最大約300Gy/h(実測値)に達する。また、原子炉容器内へのアクセスルートも限られ、原子炉容器内観察・補修装置には、耐熱性,耐放射線性,遠隔操作性が要求される。「常陽」では、平成19年に発生した炉内干渉物による燃料交換機能の一部阻害を契機に、復旧に向けて原子炉容器内観察・補修技術開発を進め、さまざまな観察・測定・試験を実施し、これらの結果に基づいて復旧計画を検討した。平成26年度頃の燃料交換機能の復旧を目標に、UCSの交換及びMARICO-2試料部の回収を行い、高速炉の原子炉容器内観察・補修技術の確立に資するとともに、耐熱性,耐放射線性,遠隔操作性が要求される環境下での観察・補修技術へ供する。
小林 拓真*; 中沼 貴澄*; 鈴木 亜沙人*; 染谷 満*; 岡本 光央*; 吉越 章隆; 細井 卓治*; 志村 考功*; 渡部 平司*
no journal, ,
リーク電流およびフラットバンド電圧安定性の観点から、窒化SiC MOSデバイスの信頼性を調査した。非基底面上の窒化MOSデバイスは、優れたオン性能を示すことが知られているが、窒化は顕著なリーク電流を引き起こすだけでなく、電子および正孔注入に対するフラットバンド電圧安定性を妨げることが明らかになった。講演当日は、放射光X線光電子分光法によるSiO/SiC構造の分析結果に基づいて、信頼性劣化の原因を議論する。
小林 拓真*; 中沼 貴澄*; 鈴木 亜沙人*; 染谷 満*; 岡本 光央*; 吉越 章隆; 志村 考功*; 渡部 平司*
no journal, ,
(1-100)m面などの非基底面上に作製したSiC MOSFETでは、窒化により高いチャネル移動度(
100cm
Vs)が得られる。また、非基底面は(0001)Si面に形成したトレンチの側壁に現れるため、低オン抵抗のトレンチMOSFETに直接適用可能である。それらの利点にも関わらず、非基底面上MOSデバイスの電気特性は十分に調査されていない。本研究では、特にm面に焦点を当て、MOSデバイスの物理的および電気的特性を詳細に調査した。
/GaN MOS構造の界面特性及び絶縁性向上大西 健太郎*; 小林 拓真*; 溝端 秀聡*; 野崎 幹人*; 吉越 章隆; 志村 考功*; 渡部 平司*
no journal, ,
SiO/GaN界面に存在するGaO層は、熱処理の過程で容易に還元され、MOSデバイスの閾値電圧変動を招く。本研究では、スパッタSiO成膜に立脚し、不安定な界面GaO層を最小化した。さらに、GaO層が成長しない低温条件下での酸素熱処理および水素熱処理を施すことにより、界面特性および絶縁性に優れた安定なGaN MOS構造の実現に成功した。
00) MOSデバイスのリーク伝導機構鈴木 亜沙人*; 中沼 貴澄*; 小林 拓真*; 染谷 満*; 岡本 光央*; 吉越 章隆; 志村 考功*; 渡部 平司*
no journal, ,
NO窒化SiC(100) MOSデバイスのゲートリーク機構を調査した。25-200Cにおける電流密度-酸化膜電界(Jg-EOX)特性をFowler-Nordheim(FN)およびPoole-Frenkel(PF)伝導を仮定して再現した。NO窒化は移動度向上に有効であるものの、SiO/SiC界面の伝導帯オフセット(
EC)を低下させてFN電流増大を招くだけでなく、PF電流の原因欠陥を除去できないことを明らかにした。
