SiC-MOS界面特有の散乱体の起源検証とその抑制によるチャネル抵抗低減

验证SiC-MOS界面特有的散射体的来源，并通过抑制它们来降低沟道电阻

基本信息

批准号：
21K04166
负责人：
染谷満
金额：
$ 2.75万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、SiC-MOS界面のラフネスを従来よりも大幅に低減させることで、特異な散乱体の起源検証とチャネル抵抗の低減を行うことである。令和4年度は高温熱処理によるバンチングで原子的平坦にしたSiC表面を維持しながら、SiC-MOSFETを作製するプロセスインテグレーションを行った。令和3年度に実施した、MOSFET試作のための各種プロセスが原子的平坦面に与える影響調査の結果、イオン注入後の活性化アニールにより平坦性が劣化することが分かったため、試作のプロセスフローにおいて平坦化熱処理は活性化アニールの後、ゲート絶縁膜形成前に実施することとした。ただし平坦化熱処理はエッチングを伴うため、イオン注入領域が消失する懸念があった。そこでSEMによるイオン注入領域の観察とAFMによる原子平坦化の確認を行い、イオン注入領域の維持と原子的平坦化が両立できる条件の探索を行った。得られた条件をもとに原子的平坦化処理を行い、その後、①熱酸化膜、および②HTOによる堆積酸化膜を用いてゲート酸化膜を形成しMOSFETの1次試作を作製した。作製したMOSFETの電気的特性を評価したところ、①の熱酸化膜品はスイッチング動作を示し、原子的平坦化処理を行ってもMOSFETを作製できることが実証できた。ただし熱酸化はSiC表面を荒らすため、移動度の向上は見られなかった。一方、②堆積酸化膜品は平坦性の原子的平坦性の維持はできたものの、堆積酸化膜の膜質に起因してゲートリーク電流が発生したため、スイッチング動作には至らなかった。堆積酸化膜の品質については他の装置を使用することで改善をする予定である。

这项研究的目的是通过大大降低SIC-MOS界面的粗糙度来验证散射的来源并降低频道电阻。在第四年，进行了一项过程集成以产生SIC-MOSFET，同时通过通过高温热处理束束来维持原子平坦的SIC表面。在原型过程中，由于对MOSFET原型的各种过程在第三年内对MOSFET原型进行了影响，因此在离子注射后的激活动物阻止了扁平的热处理。激活型衰变后的膜形成。然而，扁平的热处理与蚀刻有关，因此人们担心将离子注射的区域消失。因此，通过SEM对离子注射区域的观察和AFM的原子平坦进行了确认，并且可以保持离子注射区域的维持并进行原子平坦度。基于获得的条件进行原子平坦的流射，并使用phalaide膜和（2）和②HTO形成栅极氧化物膜，并形成了MOSFET的主要原型。根据所产生的MOSFET的电气特性，证明（1）的热丝显示开关操作，即使进行了原子扁平处理，也可能产生MOSFET。但是，热氧化破坏了SIC表面，因此运动程度没有改善。另一方面，尽管沉积的氧化物膜能够维持平坦的原子平坦度，但由于沉积物氧化物膜的膜，由于栅极泄漏电流而无法达到开关操作。使用其他设备将提高沉积氧化物的质量。