SiC界面準位
SiCのMOS界面形成技術
SiCデバイスの性能向上には、SiO2/SiCの界面状態を改善することが重要であると考えられる。現在までに、SiCの熱酸化後のMOS界面制御技術として、水素アニーリング法、Arアニーリング法などが提案されておりチャネル移動度の改善に効果をあげている。水素アニーリング法は、SiCの熱酸化によって形成した界面準位、特にSi(C)のダングリングボンドに起因するものを水素原子で終端させ、キャリアである電子の捕獲を抑制する。水素アニールをSiO2/SiCに施すことにより、チャネル移動度およびホットキャリア耐性、また絶縁破壊電界の向上が報告されている。400℃の温度条件ではほとんど効果がなく、800℃以上でその効果が飽和する。Arアニーリング法に関しても、界面準位密度を減少させることができたという報告がある。アニールの温度条件が高いほど効果があり、Arアニールの熱エネルギーを試料に与えることで、界面準位の原因となっていた結合を消失もしくは別の結合へと変化させることができたと考えられている。
界面制御として、酸化膜の形成方法そのものについての研究報告もされている。SiC基板上にCVDでSiO2膜を堆積させゲート絶縁膜に使用することも検討された。1100℃以上のアニールにより劇的に界面準位密度が下がるが、熱酸化膜より下がることはないとの報告がある。SiC上にCVDでポリSiを堆積させ、SiCがほとんど酸化しない低温で酸化してSiO2を形成する方法もあるが、絶縁性を得るためにはSiCも酸化する高温で酸化せざるを得ず、良好なMOS界面が得られていない。