立体ゲート構造を用いたSiC MOSFETの特性向上

摘要

4H-SiC (0001) MOSFETs with a three-dimensional gate structure, which has side-wall channels on the {1120} face have been fabricated. Drain current is expected to increase due to geometrical effects of the three-dimensional gate structure and high channel mobility on the {1120} face. The fabricated MOSFETs have exhibited superior characteristics: the subthreshold swing and V_(th) are, 210 mV/decade and 3.8 V, respectively. The drain current normalized by the gate width is increasing with decreasing the gate width. The normalized drain current of a 1μm-wide MOSFET is twenty times higher than that of a conventional planar MOSFET.%パワーデバイス用半導体材料として期待されているシリコンカーバイド（SiC）を用いて，立体ゲート構造MOSFETを作製した.立体ゲート構造の側壁利用によって実効的なチャネル幅が増加し、ドレイン電流が増加する.立体ゲート構造SiC MOSFETに適用した場合，チャネル移動度の高い｛1120｝面を側壁に用いれば，さらにドレイン電流の増加が期待される.イオン注入，ドライエッチング，堆積酸化膜形成プロセスを集約して，p型4H-SiC（0001）面上に立体ゲート構造MOSFETを作製した.測定の結果，チャネル長5μm，立体ゲート幅1 μm，立体ゲート高さ0.8 μmの素子でV_(TH)＝3.8 V，S値＝210mV／decadeの特性が得られた．規格化ドレイン電流が0.66μA/μm（V_G＝10V，V_D＝0.1V）と，平面型MOSFETの約20倍のドレイン電流が得られた．