報告書番号

W98014

タイトル（和文）

厚膜 SiC 単結晶成長ならびに SiC 表面吸着質・酸化膜評価に関する研究

タイトル（英文）

Study on growth of thick SiC epitaxial layers and characterization of surface adsorbates and oxides on SiC

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

次世代の低損失電力用半導体素子として期待できる SiC 素子の開発を目指して，SiC エピタキシャル成長ならびに SiC 表面吸着質・酸化物の評価に関する要素技術開発を行い，以下の成果を得た。１）縦型ホットウォール式結晶成長炉を用いて，従来の横型成長炉の約２倍の成膜速度を得るとともに，耐電圧 10 kV に相当する膜厚 (約 70 μm) の 4H-SiC 単結晶膜を形成した。２）全反射赤外分光法を用いて，SiC(0001) 表面を終端する Si-H 結合, (000-1) 表面を終端する C-H 結合の観測に初めて成功するとともに，Si 表面の炭化過程における Si-H 振動変化ならびに SiC 酸化物の光学定数分散を明らかにした。

概要 （英文）

To realize high-voltage and low-loss SiC devices, growth of thick SiC epitaxial layers and characterization of surface adsorbates and oxides on SiC were studied. The main results are as follows: (1) We developed a new vertical hot-wall reactor for SiC epitaxial growth and obtained over 70 μm thick 4H-SiC epitaxial layers with mirror-like morphology. Growth rates of 5-9 ｵm/h were obtained, and undoped layers were p-type with net carrier density ranging from mid 1014 to mid 1015 cm-3. Improvements in crystal bending associated with epitaxial growth were confirmed. (2) Attenuated total reflection spectroscopy (ATR) was used to study hydrides and oxides on SiC, and clear absorption bands attributable to surface terminating Si-H and C-H bonds on SiC(0001) and (000-1) surfaces were observed for the first time after heat treatment in H2. The carbonization characteristics of Si surfaces and the structure of thermal oxide films on SiC were discussed from ATR spectra.

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