木本恒暢 工学研究科教授、松下雄一郎 東京工業大学特任准教授、小林拓真 同博士研究員らの研究グループは、省エネの切り札と言われるSiC（シリコンカーバイド）半導体で20年以上にわたって大きな問題になっていた欠陥（半導体の不完全性）を1桁低減し、約10倍の高性能化に成功しました。
Si（シリコン）を中心とした半導体は、計算機のロジックやメモリだけでなく、電気自動車、電車のモータ制御、電源などに広く用いられていますが、消費電力（電力損失）が大きな問題となっています。近年、低損失化を目指して、Siよりも性質の優れたSiCによるトランジスタ開発が活発になり、実用化が始まりました。
しかしSiCトランジスタの心臓部となる酸化膜とSiCの境界部分（界面）に多くの欠陥が存在し、SiC本来の性能を全く発揮できない状況が20年続いていました。本研究グループは、欠陥の主要因がSiCの酸化であることを突き止め、SiCを酸化せずに表面に酸化膜を形成することによって、現在の世界標準に比べて10倍という世界最高の特性を達成しました。今回の技術により、普及が進む電気自動車や産業機器などへの、低損失SiCデバイス適用が急速に拡大し、エネルギー問題にも大きく貢献できます。
本研究成果は、2020年8月14日に、国際学術誌「Applied Physics Express」に掲載されました。
図：超高品質SiO 2 /SiC界面の形成
詳しい研究内容について
書誌情報
【DOI】 https://doi.org/10.35848/1882-0786/ababed
【KURENAIアクセスURL】 http://hdl.handle.net/2433/254069
Takuma Kobayashi, Takafumi Okuda, Keita Tachiki, Koji Ito, Yu-ichiro Matsushita and Tsunenobu Kimoto (2020). Design and formation of SiC (0001)/SiO2 interfaces via Si deposition followed by low-temperature oxidation and high-temperature nitridation. Applied Physics Express, 13(9):091003.
