ワイドギャップ半導体MIS構造における絨毯爆撃状絶縁破壊痕形成モデルの新構築

宽禁带半导体 MIS 结构中地毯炸弹式介电击穿疤痕形成模型的新构建

基本信息

  • 批准号:
    26870043
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2014-04-01 至 2017-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

ワイドバンドギャップ半導体材料としてSiC基板を用い、厚さ40 nmの熱酸化膜上にAl電極及びpoly-Si電極を形成したMOSキャパシタにおける絶縁破壊痕形成メカニズムの解明に取り組み、以下に述べる知見を明らかにした。1.破壊痕の表面には、厚さ2nm程度のC層と数十nmのSi-rich層が形成されることを、透過型電子顕微鏡による観察および組成分析により明らかにし、これに関するモデルを提案した。 2.電極材料が低融点材料であるAlでも高融点材料であるSiでも、破壊痕は形成され、破壊痕形状の電極材料の融点に対する依存性は小さい。 3.破壊痕の形状は測定系の時定数に依存しており、本研究における標準である測定系に対して1kΩの外部抵抗を付加することで、標準条件では絨毯爆撃状に形成される破壊痕が、数個のみ形成されるようになった。また、抵抗を付加することで、破壊痕がシリーズに形成される様子も明らかになった。 4.絶縁破壊後のゲート抵抗は、標準測定条件では高抵抗値モードと低抵抗値モードの両方が見られた。一方、直列抵抗を付加することで、高抵抗値モードの頻度が大きくなった。 5.絶縁破壊後に低抵抗モードであるMOSキャパシタについて、発光解析と透過型電子顕微鏡観察を行うことにより、破壊痕底部にSiCエピタキシャル層縦方向の欠陥が存在することを明らかにした。また、Al電極を用いた場合には、欠陥部にはAlとSiCの反応により形成された合金層が見られた。一方、poly-Si電極を用いた場合は、欠陥部分での電極材料と基板材料の反応は見られなかった。 6.絶縁破壊痕にみられる基板縦方向の欠陥は、SiC基板製造プロセス起因か絶縁破壊起因かを明らかにする実験方法の実証を行った。X線トポグラフを用いることで、MOSキャパシタ形成後もSiCエピタキシャル層表面の結晶欠陥の評価が可能であることを実証した。
ワ イ ド バ ン ド ギ ャ ッ プ semiconductor materials と し て SiC substrate を い, 40 nm thick さ の hot acidification membrane に Al electrode and び poly real - Si electrode を form し た MOS キ ャ パ シ タ に お け る never try to break the 壊 scar formation メ カ ニ ズ ム の interpret に み り group, the following に above べ る knowledge を Ming ら か に し た. 1. Broken 壊 mark の surface に は の, 2 nm thick さ degree C layer と tens of nm の Si - rich layer が form さ れ る こ と を, through type electronic 顕 micromirror に よ る 観 examine お よ び composition analysis に よ り Ming ら か に し, こ れ に masato す る モ デ ル を proposal し た. 2 Electrode materials が low melting point materials で あ る Al で も high melting point materials で あ る Si で も, broken formation は 壊 さ れ, broken の 壊 mark shape electrode materials の melting point に す seaborne る dependency は small さ い. 3 When broken 壊 mark の shape は determination is の destiny に dependent し て お り, this study に お け る standard で あ る determination system に し seaborne て 1 k Ω の external resistance を plus す る こ と で, standard conditions で は blanket detonation shock に form さ れ る 壊 mark が, several の み form さ れ る よ う に な っ た. ま た, resistance を plus す る こ と で, broken 壊 mark が シ リ ー ズ に form さ れ る others child も Ming ら か に な っ た. 4 Never try to break after 壊 の ゲ ー ト resistance は, standard test condition で は high resistance numerical モ ー ド と on low resistance numerical モ ー ド の struck party が see ら れ た. On one side, the direct resistance is を plus する とで とで, the high resistance value is モ ド ド <s:1>, the frequency is が large くなった くなった. 5 Never try to break the 壊 に low resistance after モ ー ド で あ る MOS キ ャ パ シ タ に つ い て, analytical と 発 light through the line type electronic 顕 micro mirror 観 examine を う こ と に よ り, broken 壊 mark at the bottom of the に SiC エ ピ タ キ シ ャ ル layer 縦 direction の owe 陥 が exist す る こ と を Ming ら か に し た. ま た, Al electrode を い た occasions に は, owe 陥 に は Al と SiC の anti 応 に よ り form さ れ た alloy layer が see ら れ た. On the one hand, the poly-Si electrode を is used in the を た application を, the missing 陥 part で the <s:1> electrode material と the substrate material <s:1> the reverse 応 応 see られな った った. 6 Never try to break the 壊 mark に み ら れ る substrate 縦 direction の owe 陥 は, SiC substrate manufacturing プ ロ セ ス cause か never try to break the 壊 cause か を Ming ら か に す る be 験 method の line card be を っ た. X-ray ト ポ グ ラ フ を with い る こ と で, MOS キ ャ パ シ タ も after the formation of SiC エ ピ タ キ シ ャ ル layer surface crystallization の owe 陥 の review 価 が may で あ る こ と を card be し た.

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Failure Analysis of a SiC MOS Capacitor with a Poly-Si Gate Electrode
多晶硅栅电极 SiC MOS 电容器的失效分析
  • DOI:
    10.4028/www.scientific.net/msf.858.485
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Soshi Sato;Kikuo Yamabe;Tetsuo Endoh;Masaaki Niwa
  • 通讯作者:
    Masaaki Niwa
Failure Analysis of SiC MOS Capacitor with Poly‐Si Electrode
多晶硅电极SiC MOS电容器失效分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Soshi Sato;Kikuo Yamabe;Tetsuo Endoh;Masaaki Niwa
  • 通讯作者:
    Masaaki Niwa
Poly-Si電極を用いたSiC MOSキャパシタの絶縁破壊後に見出した特徴的な破壊箇所
使用多晶硅电极对 SiC MOS 电容器进行介质击穿后发现的特征击穿位置
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    佐藤創志;山部紀久夫;遠藤哲郎;丹羽正昭
  • 通讯作者:
    丹羽正昭
A Schottky barrier between SiC epitaxial layer and Al-C-Si alloy formed by dielectric breakdown of SiC MOS capacitor with aluminum electrode
铝电极 SiC MOS 电容器介质击穿形成 SiC 外延层与 Al-C-Si 合金之间的肖特基势垒
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Soshi Sato;Kikuo Yamabe;Tetsuo Endoh;Masaaki Niwa
  • 通讯作者:
    Masaaki Niwa
Formation mechanism of concave by dielectric breakdown on silicon carbide metal-oxide-semiconductor capacitor
碳化硅金属氧化物半导体电容器介质击穿凹陷形成机理
  • DOI:
    10.1016/j.microrel.2015.09.016
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Soshi Sato;Kikuo Yamabe;Tetsuo Endoh;Masaaki Niwa
  • 通讯作者:
    Masaaki Niwa
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佐藤 創志其他文献

聖書翻訳を通して見るモンゴル宗教文化交流
从圣经翻译看蒙古宗教文化交流
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    佐藤 創志;廣井 佑紀;山部 紀久夫;北畠 真;遠藤 哲郎;丹羽 正昭;滝澤克彦
  • 通讯作者:
    滝澤克彦
モンゴル国における聖書翻訳間の影響関係
蒙古圣经译本的影响关系
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    佐藤 創志;廣井 佑紀;山部 紀久夫;北畠 真;遠藤 哲郎;丹羽 正昭;滝澤克彦;滝澤克彦
  • 通讯作者:
    滝澤克彦
在米モンゴル人の民族的アイデンティティとキリスト教
生活在美国的蒙古人的民族认同和基督教
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    佐藤 創志;廣井 佑紀;山部 紀久夫;北畠 真;遠藤 哲郎;丹羽 正昭;滝澤克彦;滝澤克彦;滝澤克彦
  • 通讯作者:
    滝澤克彦
在米モンゴル人教会における民族意識と共同性
美国蒙古教会的民族意识和群体性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    佐藤 創志;廣井 佑紀;山部 紀久夫;北畠 真;遠藤 哲郎;丹羽 正昭;滝澤克彦;滝澤克彦;滝澤克彦;滝澤克彦
  • 通讯作者:
    滝澤克彦

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相似国自然基金

系统级封装SiP中硅通孔(TSV)界面损伤机理与TDDB寿命模型研究
  • 批准号:
    61804032
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
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