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Research on interfacial defect clarification of silicon carbide semiconductor device oxide film using first-principle calculation analysis

Research on interfacial defect clarification of silicon carbide semiconductor device oxide film using first-principle calculation analysis
基于第一性原理计算分析的碳化硅半导体器件氧化膜界面缺陷澄清研究
批准号:
22560029
负责人:
MIYASHITA Atsumi
金额:
$3.0万
依托单位:
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份:
2010
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
2010 至 2012

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
近年来,有报道称用4H-SiC(0001)面(Si面)作衬底的沟槽MOS-FET沟道侧壁材料(11-20)面(A面)具有较高的沟道迁移率。为了研究非晶态SiO_2(a-SiO_2)层与A面碳化硅衬底之间的高沟道迁移率的原因,我们用计算机模拟建立了a-SiO_2/4H-SiC(11-20)原子界面结构模型,并对界面的原子结构和电子结构进行了估算。经过加热和淬火处理后,生成了界面粗糙的理论A面模型。在硅面模型中,出现在禁带中的一些缺陷能级在A面模型中并没有产生。特别是在硅面模型中,由于缺陷的能级正好位于碳化硅的导带下方,因此,由于缺陷的能级恰好位于碳化硅的导带之下,因此在硅层中产生的缺陷能级大大降低了沟道的迁移率。另一方面,在A-Face模型中,由于Si-C键位于碳化硅表面,缺陷的变形容易减小。因此,缺陷能级没有出现在A面模型的带隙中。结果表明,A面碳化硅界面高迁移率的原因是缺乏这一缺陷水平。
英文摘要
Recent years, it is reported that a high channel mobility is obtained in (11-20) face (A-face) of SiC which is used as trench sidewall of trench-gate MOS- FETs which uses 4H-SiC(0001) face (Si-face) for the substrate. To examine the reason for a high channel mobility at the interface between the amorphous SiO_2 (a-SiO_2) layers and the A-face SiC substrate, we generated the a-SiO_2/4H-SiC(11-20) atomic interfacial structure model with the computer simulation and evaluated the atomic and the electronic structure of the interface. The theoretical A-face model with rough interface was generated after the heating and quenching process. Some of the defect levels appeared in the bandgap in the Si-face model were not generated in A-face model. Especially, in Si-face model, the defect level, which is originated in the expanding Si-C bond, generated with Si in the SiC layer decreases the channel mobility very much because the defect has energy level just below the conduction band of SiC. On the other hand, in A-face model, it is considered that the distortion of the defect is reduced easily because Si-C bond is on the surface of the SiC layer. Therefore, the defect level did not appear in the bandgap in A-face model. It is suggested that the cause of high mobility on A-face SiC interface is a lack of this defect level.
期刊论文(0)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
DOI: --
发表时间: 2010
期刊: 平成21年度先端研究施設共用促進事業「地球シミュレータ産業戦略利用プログラム」利用成果報告書
影响因子: --
作者: [大沼敏治, 宮下敦巳, 吉川正人, 土田秀一, 岩沢美佐子]
通讯作者: 岩沢美佐子
第一原理分子動力学法で生成したa-SiO_2/SiC(11-20)原子構造モデルにおける電子構造
第一性原理分子动力学方法生成的a-SiO_2/SiC(11-20)原子结构模型中的电子结构
DOI: --
发表时间: 2012
期刊:
影响因子: --
作者: [宮下敦巳, 吉川正人]
通讯作者: 吉川正人
第一原理分子動力学法で生成したアモルファス SiO_2/SiC(11-20)原子構造モデルにおける界面欠陥
第一性原理分子动力学方法生成的非晶SiO_2/SiC(11-20)原子结构模型中的界面缺陷
DOI: --
发表时间: 2012
期刊:
影响因子: --
作者: [宮下敦巳, 大沼敏治, 土田秀一, 吉川正人]
通讯作者: 吉川正人
First- Principles Molecular Dynamics Simulation of SiO_2/SiC Interface of Silicon Carbide Devices (II)
碳化硅器件SiO_2/SiC界面第一性原理分子动力学模拟(二)
DOI: --
发表时间: 2012
期刊: JAEA Takasaki Annual Report 2010
影响因子: --
作者: [A. Miyashita, M. Yoshikawa]
通讯作者: M. Yoshikawa
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    Research on computational analysis of interface defective structure of oxide film of silicon carbide semiconductor
    • 批准号:
      19560329
    • 项目类别:
      Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    • 资助金额:
      $2.91万
    • 财政年份:
      2007
    • 负责人:
      MIYASHITA Atsumi
    • 依托单位:
    Research on atomic structure analysis of silicon carbide semiconductor single crystal and interface of oxide film
    • 批准号:
      17560298
    • 项目类别:
      Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    • 资助金额:
      $2.24万
    • 财政年份:
      2005
    • 负责人:
      MIYASHITA Atsumi
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金
    基于USAXS的固态电池全生命周期界面物理演化与电化学性能构效关系的研究
    高效稳定MINP钙钛矿太阳电池的界面物理及光伏性能研究
    • 批准号:
      --
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      60万元
    • 批准年份:
      2021
    • 负责人:
      诸跃进
    • 依托单位:
    台面型大规模InGaAs焦平面探测器表界面物理特性研究
    小变形条件下的扩散焊界面物理与结合机制
    • 批准号:
      51975480
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      60.0万元
    • 批准年份:
      2019
    • 负责人:
      李京龙
    • 依托单位: