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SiC MOSFETにおけるチャネル内キャリア散乱機構の解明

阐明 SiC MOSFET 中沟道内载流子散射机制

基本信息

批准号：
20J23407
负责人：
伊藤滉二
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

先行研究において、Hall効果測定による可動電子移動度の定量が行われているが、界面準位密度の高いSi面上酸化・窒化試料を評価の対象としてきた。そこで、本研究では、界面準位密度を極限に低減することができるリン処理を施したSi面試料や、a, m面上窒化試料について、低温・室温における電気的特性の評価を行ってきた。前年度の研究では、ボディ層濃度を3×10^14 cm^－3から3×10^18 cm^－3までの広い範囲で系統的に変化させて、酸化、窒化、およびリン処理を施したSiC MOSFETを作製し、室温でHall効果測定を行った。その結果、リン処理を施したSiC MOSFETは、他のゲート酸化膜形成条件の試料と比べて、捕獲電子密度がおよそ1/10と非常に小さいことが判明した。また、いずれのボディ層濃度を有する試料においても、酸化・窒化試料より高いHall移動度が得られた。当該年度では、上記の結果について解析を深めるべく、Hall移動度の温度依存性および面方位依存性に着目した。まず、77 Kの低温で、窒化あるいはリン処理を施した、幅広いボディ層濃度を有するMOSFETにおけるHall移動度を定量した。その結果、いずれの界面処理を施したMOSFETにおいても、Hall移動度は低温で低下した。しかしながら、室温から低温へ変化させた際のHall移動度の低下率は、窒化処理を施したMOSFETの場合は約19%であるのに対して、リン処理を施したMOSFETの場合は約40%と比較的高かった。また、MOSFETは従来Si面上に作製してきたが、当該年度はa面あるいはm面上にも作製し、Hall移動度の評価を行った。結果として、Si面上窒化MOSFETと比べて、a, m面上窒化MOSFETの捕獲電子密度は約0.26倍と小さく、Hall移動度は約1.5倍高かった。本成果は、捕獲電子密度の高い素子ほどクーロン散乱的振舞いが強いことを示唆しており、散乱機構の解明にあたって重要な知見を与えている。

In this paper, we first study the quantitative determination of the mobility of mobile electrons in the sample with high interface quasi-density and high interface quasi-density In this study, we evaluated the electrical properties of Si samples, a, m samples at low temperature and room temperature. In the previous year's research, the concentration of silicon layer was 3×10^14 cm^-3 and 3×10^18 cm^-3. The temperature of silicon MOSFET was determined by temperature and temperature. As a result, the treatment of SiC MOSFET is very small, and the sample ratio of other acidified film formation conditions is very small. The concentration of the organic layer in the sample was determined by the pH value of the sample. When the results of this year are recorded, the temperature dependence and plane orientation dependence of Hall mobility are highlighted. The temperature of the MOSFET is 77 K. The temperature of the MOSFET is 77 K. As a result, the interface treatment of the MOSFET is applied, and the Hall mobility is low at low temperatures. Low Hall mobility at room temperature, low temperature, The MOSFET is controlled on the Si surface, and the Hall mobility is evaluated when the MOSFET is controlled on the Si surface. The results show that the trapped electron density of MOSFET on Si and Si is about 0.26 times smaller than that of MOSFET on A and M, and the Hall mobility is about 1.5 times higher than that of MOSFET on A and M. The results show that the high electron density of the capture electron is very important for understanding the scattering mechanism.