ワイドギャップ半導体MOS界面欠陥の正体の横断的解明

截面阐明宽禁带半导体MOS界面缺陷的真实本质

基本信息

  • 批准号:
    20H00340
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 28.7万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

昨年度に手配したスピン励起源(アンリツ製20GHzシグナルジェネレーター)を用いて、電流検出電子スピン共鳴分光(EDMR)装置の再立上げを行った。その結果、無事、EDMRの再起動に成功した。分光装置の性能チェックを兼ねて、SiC-MOSFETの主要界面欠陥「PbCセンター(界面炭素ダングリングボンド)」のEDMR信号を再観察し、微弱な13C核スピン超微細分裂信号を十分なS/N比で検出できることを確認した。さらに、PbCのEDMR信号のMOSゲート電圧依存性を詳細に計測した。その結果、PbCセンターの2つの準位(荷電状態が+1→0、0→-1に変化する準位)がそれぞれEv+0.6eV、Ev+1.2eVと決定され(Evは価電子帯端)、2電子占有によるエネルギー上昇(実効相関エネルギー)が0.6eVと求められた。このようなデータはSi/SiO2のPbセンター(界面Siダングリングボンド)で1980年代に唯一得られている。ワイドギャップ半導体で同様のデータを初めて求めることができた。このエネルギー準位を東工大グループの定量性の高い第一原理計算(HSE06汎関数計算)で再現できるかを検証してみたところ、(0/-)準位はEv+1.2eVで非常に良く一致した。しかし(+/0)準位はEv+0.0eV付近と実験値と大きく食い違うことが分かった。つまり界面準位の定量的なエネルギー準位計算には新しいアルゴリズムが必要であることが判明した。本研究のPbCセンターの準位はアルゴリズム開発にとって重要なテストピースとなり得るものである。本年度は、ダイヤモンドMOSFET、GaN-MOSFETについても各研究機関と綿密な打ち合わせをしてEDMR専用試料の準備に取り組んだ。SiC-MOSFETでもpチャネルMOSFETの作製に取り組み、第1弾TEG試料が完成した。
Last year's manual configuration of laser excitation sources (20GHz), current detection of electron resonance spectroscopy (EDMR) devices for use in China, re-launch Results, no problems, successful restart of EDMR. The performance of the spectroscopic device is both improved and improved. The main interface of SiC-MOSFET is not "PbC". The EDMR signal of the weak 13C core is re-examined. The ultra-fine splitting signal of the weak 13C core is very small. The S/N ratio is determined. The MOS voltage dependence of PbC EDMR signal was measured in detail. As a result, the 2-level of PbC is determined by Ev+0.6eV, Ev+1.2eV and the 2-electron occupation is increased by 0.6eV. This is the only time in the 1980s that Si/SiO2 and Pb atoms were formed. The first step in the semiconductor industry is to create a new environment for the semiconductor industry. The first principle calculation (HSE06 general correlation calculation) of the quantitative high precision of the production level is very consistent with the (0/-) level of Ev+1.2eV. The level of Ev+0.0eV is close to Ev+0.0eV. The value of Ev+0.0eV is close to Ev +0.0eV. The calculation of the interface level and the quantity of the output level is new and necessary. The standard of PbC in this study is to develop a new type of PbC. This year, the preparation of EDMR samples was organized by various research institutes for MOSFET and GaN-MOSFET The SiC-MOSFET was fabricated using the first TEG sample.

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Electrical detection of Tv2a-type VSi centres in SiC-MOSFET
SiC-MOSFET 中 TV2a 型 VSi 中心的电气检测
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y. Abe;A. Chaen;M. Sometani;S. Harada;Y. Yamazaki;T. Ohshima;T. Umeda
  • 通讯作者:
    T. Umeda
Electrical detection of TV2a-type silicon vacancy spin defect in 4H-SiC MOSFETs
4H-SiC MOSFET 中 TV2a 型硅空位自旋缺陷的电学检测
  • DOI:
    10.1063/5.0078189
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Y. Abe;A. Chaen;M. Sometani;S. Harada;Y. Yamazaki;T. Ohshima;T. Umeda
  • 通讯作者:
    T. Umeda
Negatively charged boron vacancy center in diamond
  • DOI:
    10.1103/physrevb.105.165201
  • 发表时间:
    2022-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    T. Umeda;K. Watanabe;H. Hara;H. Sumiya;S. Onoda;A. Uedono;I. Chuprina;P. Siyushev;F. Jelezko;J. Wrachtrup;J. Isoya
  • 通讯作者:
    T. Umeda;K. Watanabe;H. Hara;H. Sumiya;S. Onoda;A. Uedono;I. Chuprina;P. Siyushev;F. Jelezko;J. Wrachtrup;J. Isoya
4H-SiC(11-20)面(a面) MOS界面欠陥の電子スピン共鳴分光(ESR/EDMR)評価
4H-SiC(11-20)面(a面)MOS界面缺陷的电子自旋共振光谱(ESR/EDMR)评估
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    近藤蓮;染谷満;渡部平司;梅田享英
  • 通讯作者:
    梅田享英
EDMRとCV測定の組み合わせによるSiO2/SiC界面欠陥のエネルギーレベルの推定
通过结合 EDMR 和 CV 测量来估计 SiO2/SiC 界面缺陷的能级
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    染谷満;西谷侑将;近藤蓮;猪鼻伶;曾弘宇;平井悠久;岡本大;松下雄一郎;梅田享英
  • 通讯作者:
    梅田享英
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藤ノ木 享英其他文献

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