芝原　健太郎 (Kentaro Shibahara)site – 半導体研究者の業績紹介サイト

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世界初のSiCパワーデバイス 反転型SiC-MOSFETを作製し動作確認（1986年） Si*基板上に. 反転型SiC-MOSFET* を作成. 今日のSiC*基板上SiCパワーデバイスの先駆けである　　　　SiC半導体研究業績紹介

IEEE Electron Device Lett.誌に掲載　　

★松波弘之京都大学名誉教授 (エジソン賞受賞)が語る　　

ステップ制御エピタキシーを実現

SiCパワーデバイス実用化を可能にした. 　　

iC半導体研究業績紹介

2005年 SSDM Award受賞 　　SSDM 　

反転型SiC-MOSFET（MOS型電界効果トランジスタ）の断面模式図. Si(100)基板上に成長した3C-SiC(100)薄膜結晶を用いて作製した.〔ページ最初のカラー断面模式図の元となる図〕

芝原が作製・動作確認したこの反転型MOSFETは世界初のSiCデバイスで, 今日電気自動車などで実用化されているSiCパワーデバイスの先駆けである.

SiC半導体研究業績紹介

このページ最初部分、**反転型SiC-MOSFETは、このCVD装置を用いて、シリコン（Si）基板上にシリコンカーバイド（SiC）結晶薄膜を成長させて作成された.** 反応管の中で、シラン（SiH4）とプロパン（C3H8)を反応させ、Si基板の上にSiC薄膜膜結晶を成長させる. ディボラン(B2H6)とフォスフィン（PH3)はドーピングガス. ガスによって不純物を添加し、電気的性質をコントロールする.

**ステップ制御エピタキシーでは、SiC基板の上にSiC薄膜結晶を成長させた. この技術は今日のSiCパワーデバイス実用化を可能にした.**　　反応管の中で、シラン（SiH4）とプロパン（C3H8)を反応させ、SiC基板の上にSiC薄膜結晶を成長させる.　ディボラン(B2H6)とフォスフィン（PH3)はドーピングガス

**ステップ制御エピタキシー**によって、SiC結晶成長層の表面が鏡面状になり、良質のMOSFETを安定作成できるようになった.（上の a) に対して下の b) )

球面研磨を施したSi(100)基板上に3C-SiC薄膜結晶を成長させた試料の写真.

この球面基板上への成長の結果より、(100)基板を＜011＞方向に２度傾けた基板を使うことにより, APD(Anti-Phase-Domain）のない3C-SiC膜が得られるようになった.

この研究がデバイス(反転型SiC-MOSFET)作成へとつながり、ステップ制御エピタキシー発見のヒントとなった.　

SiC半導体研究業績紹介

〖上の説明：球面研磨基板上にSiC薄膜結晶を成長させたところ、結晶の軸の向きによって表面が荒れている部分と鏡面状の部分ができた. 結晶の軸の向きが(100)面で＜011＞方向に２度傾いているSi基板を用いるとその上に良いSiC薄膜結晶が成長するとわかった.　の意〗

関連写真

「ステップ制御エピタキシャル成長法」によって SSDM Award　（SSDM賞）を受賞した

語句説明

・「MOSFET」（モスエフイーティー）…（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）金属酸化膜半導体電界効果トランジスタまたはMOS型電界効果トランジスタ　

・「反転型SiC-MOSFET」… 電流を遮断できる性能をもつMOSFET（MOS型電界効果トランジスタ）のこと。MOSFETを実用化するうえで、もっとも基本となる性能のひとつ.

・「ステップ制御エピタキシー」… 高品質の（SiC）エピタキシャル薄膜結晶を成長させる方法 .

・「Si」 …シリコン
・「SiC」… 炭化ケイ素（シリコンカーバイド）.

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