【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.25】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23AE0032

利用課題名 / Title

高性能MOS型パワーデバイス実現に向けたヘテロ界面評価とその制御技術の開発

利用した実施機関 / Support Institute

日本原子力研究開発機構 / JAEA

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

GaN, SiC, XPS

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

渡部　 平司

所属名 / Affiliation

大阪大学大学院工学研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

小林拓真,野崎幹人,溝端秀聡

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

吉越章隆

利用形態 / Support Type

（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AE-010：表面化学実験ステーション

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

SiCやGaNはその優れた物性から高性能なパワーデバイス材料として期待されているが、その実現には欠陥の少ない高品質なMOS構造の実現が求められる。本研究では放射光XPS測定によりSiC及びGaN上に形成した絶縁膜／半導体界面の評価を目指した。

実験 / Experimental

2023年度に検出器系が更新されたSPring-8 BL23SU表面化学実験ステーションにて薄膜SiO₂/GaN試料及びSiO₂/SiC試料のMOS界面構造の評価を試みた。本報告書では図1にGaN基板表面のGa 3dスペクトルについてのみ報告する。光電子脱出角度は装置標準の63°とし、X線エネルギーは1253.6 eVで測定を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

新検出器系ではS/Nと分解能を両立した信号が得られていないことから今期の全2回の実験では測定条件の最適化を試みた。2回目の実験時に検出器のアパーチャー等を変更しS/Nの改善が見られたが、例えば価電子帯スペクトル等から精度良く絶縁膜／半導体界面のバンドオフセットを求めるためには更なるS/Nの改善が必要である。ビームタイム終了が近づく頃、パスエナジーの変更（100 eV → 200 eV）と合わせて、マルチチャンネルプレートや検出器側のスリット幅の設定を調整し、旧検出器系に近いレベルのS/Nが得られたが、ピークの幅広化が見られており（図1）、強度と分解能の両立を目指した更なる最適化が求められる。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1GaN基板表面のGa 3dスペクトル

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

本研究の一部は、文部科学省革新的パワーエレクトロニクス創出基盤技術研究開発事業（JPJ009777）およびJSPS科研費（23K13367）の助成を受けた。

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件