AlONグート絶縁膜導入によるSiCパワーMOSFETの高性能化及び信頼性向上

摘要

We have developed AlON high-k gate dielectric technology that can be easily implemented into both planar and trench SiC-based MOSFETs. On the basis of electrical characterization and numerical simulation, the thickness ratio of the AlON layer to the SiO_2 interlayer and nitrogen content in AlON film were carefully optimized to enhance device performance and reliability.%SiCパワーMOSFETの高性能化及び信頼性向上のため，平面部とトレンチ側壁で厚膜が均一に形成可 能であり，また窒素組成を40%までの範囲で制御可能であるアルミニウム酸窒化物(AlON)ゲート絶縁膜技術を 開発した.Al_2O_3膜中への窒素添加が電子トラップ低減に効果的であることを示すと共に，シミュレーションと実測を通じて界面SiO_2層とAlON膜厚比率の最適化も行った.AlONゲート絶縁膜を搭載した平面型及びトレンチ型 MOSFETで，SiO_2単層ゲート絶縁膜の場合と比較して，同等の電流駆動力，ゲートリーク電流の大幅低減，絶縁破壊耐圧の向上を実現した.