京大：SiC-MOSFETの電子移動度を倍増：20年ぶりに大幅向上（動画）：
Kyoto Univ: Doubled electron mobility of SiC-MOSFET：
京都大学：SiC-MOSFET的电子迁移率翻倍：20年来首次显着提高
2020年9月8日、
京都大学 ：
木本教授と立木博士：研究グループ
京都大学が、SiCパワー半導体の研究で再び快挙を成し遂げた。
熱酸化なし、NOガス不要で、酸化膜形成を実現した。
SiCパワー半導体：
- 新たな手法・酸化膜形成により、
- SiCとSiO2界面に発生する欠陥密度を低減し、
- 来比2倍の性能を実現、
今回、n型SiC-MOSFETを試作した。
木本氏は「20年来のブレークスルー」だと強調。
n型SiC-MOSFET：
従来：
ポイント2とポイント3を、これまで単独で用いられたことはあるが、いずれも良い成果が出なかった。
今回の手法：
ポイント1～3までを、併せて用いることで、界面欠陥密度を低減できた
現行の手法：
SiCとSiO2界面に発生する欠陥を減らすため、NO（一酸化窒素）で界面を処理している。
NOは猛毒で、NOの調達や排ガス処理、安全設備などに多大な費用が掛かる。
前回の酸化膜形成：
- SiCウエハー上にSi薄膜を堆積し、
- それを750℃の低温で熱酸化させ、
- 窒素ガスで界面窒化を行うというもの。
今回のアプローチ：
- 酸化膜の形成前に、SiCウエハー表面に残っている欠陥を水素エッチングで除去、
- 熱酸化をせず、SiCウエハー上に、CVD法でSiO2を堆積して、酸化膜を形成、
- 窒素ガスで、界面を窒化
今回の結果：
この手法を用いた結果、界面欠陥密度は、現在の1.3×1011cm-2から、2.5×1010cm-2と約5分の1に低減した。
n型とp型のSiC-MOSFET試作：
- n型では、SiC–MOSFETの電子移動度が2倍に向上。
- p型では、1.5倍の性能向上を確認した。
具体的には、
- n型で、チャネル移動度が40cm2/Vsから80cm2/Vsに、
- p型で、チャネル移動度が 11cm2/Vsから162/Vsになっている。
耐圧1200VクラスのSiC-MOSFETでは、オン抵抗を25～35％低減できる。
つまり、同じ定格電流を65～75％のチップサイズで実現できることになる。
デバイスのコストを約3割削減できる（木本氏）
EE Times Japan）