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大島 武; 小野田 忍; 鎌田 透*; 堀田 和利*; 河田 研治*; 江龍 修*
Materials Science Forum, 615-617, p.781 - 784, 2009/00
炭化ケイ素(SiC)デバイスに最適な基板研磨技術の探索研究の一環として、表面状態の異なる六方晶(4H)SiC上に金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)を作製し、電気特性と表面状態の関係を調べた。3又は1/4
粒径ダイヤモンドによる機械研磨(MP),化学機械研磨(CMP)により異なる表面状態を作製した。サブシュレッショールド領域のドレイン電流の漏れを評価したところCMPのものは10
Aオーダーであるのに対しMPのものは表面平坦度の低下とともに漏れ電流が大きくなることが判明した。また、表面平坦度の低下とともにゲート酸化膜の耐圧が低下すること、しきい値電圧が増加することも併せて見いだされた。酸化膜耐圧は結晶表面欠陥に敏感であること、しきい値電圧は深い界面準位に影響されることから、表面平坦度の低下は結晶欠陥や界面準位の原因となることが推測され、高品質デバイス作製には表面平坦度の高い結晶が必要であると帰結できた。
岩本 直也; 小野田 忍; 大島 武; 児島 一聡*; 河野 勝泰*
Materials Science Forum, 615-617, p.517 - 520, 2009/00
炭化ケイ素(SiC)デバイスのイオン照射効果の研究の一環として、15MeV酸素イオン入射によりSiC金属-酸化膜-半導体(MOS)キャパシタのゲート酸化膜を通して誘起される過渡電流を評価した。p型エピタキシャル六方晶(6H)SiC上に1180
Cの熱酸化により35nm厚の酸化膜を形成し、アルミニウムを熱蒸着することでMOSキャパシタを作製した。15MeV酸素イオンマイクロビームを用いたシングルイオンヒット、イオンビーム誘起過渡電流(TIBIC)計測により過渡電流(SET)シグナルを取得した。その結果、SETシグナルのピーク値が印加する逆方向電圧の増加とともに増加することが明らかとなった。得られた結果をシリコンMOSキャパシタでの研究結果と比較することで、SiC MOSキャパシタのゲート酸化膜を通して誘起される過渡電流も変位電流であると帰結できた。また、SETシグナルに及ぼす
線照射の影響を調べるため130kGyの線量までの照射を行った。容量-電圧特性に関しては5V以上のシフトが見られたが、この照射範囲ではSETシグナルには変化は見られなかった。
Son, N. T.*; 磯谷 順一*; 森下 憲雄; 大島 武; 伊藤 久義; Gali, A.*; Janz
n, E.*
Materials Science Forum, 615-617, p.377 - 380, 2009/00
耐放射線性半導体として期待される炭化ケイ素(SiC)の欠陥研究の一環として、低温下での電子線照射により生成される欠陥の同定を電子常磁性共鳴(EPR)を用いて行った。試料は立方晶(3C),六方晶(4H, 6H)SiCを用い、80
100Kの温度範囲で2MeV電子線を照射した。照射後も試料を低温下で保持し、EPR測定を行った結果、LE1LE10とラベル付けされたスペクトルが観測された。このうち、3C-SiCで観測されたC
対称、スピン3/2を持つLE1とラベルされたスペクトルを理論計算結果と併せて考察することで、シリコン空孔と
100
方向に存在するシリコン格子間原子のフレンケルペアが3価に荷電した(V
-Si
)
複合欠陥であることを決定した。
Gali, A.*; 梅田 享英*; Janzn, E.*; 森下 憲雄; 大島 武; 磯谷 順一*
Materials Science Forum, 615-617, p.361 - 364, 2009/00
炭化ケイ素(SiC)中の欠陥研究の一環として、アンチサイト炭素に関する研究を電子スピン共鳴(ESR)及び第一原理計算を用いて行った。試料はn型の六方晶(4H-SiC)を用い、300800CでMeV級のエネルギーの電子線を10
/cm
程度照射することで欠陥を導入した。ESR測定の結果、Sが1/2でC
対称を持つHEI5とHEI6とラベルつけされたシグナルが観測された。
Si及び
Cの超微細相互作用を考慮した詳細測定を行うとともに、第一原理計算によりHEI5及びHEI6の構造解析を行った。その結果、HEI5及びHEI6は、それぞれ、キュービック及びヘキサゴナルサイトのシリコン格子位置を置換した炭素原子に格子間炭素が結合したアンチサイト炭素複合欠陥(Di-Carbon Antisite)であることが同定できた。
center in 4
-SiC磯谷 順一*; 梅田 享英*; 水落 憲和*; 大島 武
Materials Science Forum, 615-617, p.353 - 356, 2009/00
炭化ケイ素(SiC)半導体中の真性欠陥の同定に関する研究の一環として、六方晶(4)SiC中のTセンターに関してパルス電子常磁性共鳴(EPR)を用いて調べた。TはS=3/2、C
対称を持つセンターであり、これまで負に帯電したSi空孔欠陥(V
)であると考えられていた。MeV級電子線を10/cm程度照射することでTセンターを大量に導入したn型4-SiCを用いて、最近接及び第二近接のSiの超微細相互作用を考慮したEPR及びパルスEPR、さらに、パルス電子核二重共鳴(ENDOR)測定等を用いることで、Tが、従来考えられていた単純なVではなく、Vと第二近接元素が複合した欠陥であることを見いだした。
小野田 忍; 岩本 直也; 村上 允; 大島 武; 平尾 敏雄; 児島 一聡*; 河野 勝泰*; 中野 逸夫*
Materials Science Forum, 615-617, p.861 - 864, 2009/00
耐放射線性の粒子検出器としての利用が期待できる炭化珪素(SiC)ダイオードの性能を示すため、さまざまな荷電粒子を照射し、電荷収集効率(CCE; Charge Collection Efficiency)を評価した。荷電粒子として、RIから放出される
粒子,
線及び、加速器からの重荷電粒子を利用した。低エネルギー(数MeV)の軽粒子及び高エネルギー(数百MeV)の重粒子の飛程が数十mあることから、感受層であるエピタキシャル層の厚さが77m及び96mのダイオードを作製し、電荷収集量を評価した。実験の結果、従来報告例のある5.5MeVの粒子だけでなく、56MeVのN(窒素),75MeVのNe(ネオン),150MeVのAr(アルゴン),322MeVのKr(クリプトン)イオンのエネルギースペクトルを測定することができた。