光電子分光法による熱酸化SiO_2/4H-SiCの化学結合状態および欠陥準位密度評価

摘要

化学溶液洗浄したn型4H-SiCのSi面を1080°Cでウェット酸化することにより熱酸化SiO_2/4H-SiC構造を作製し、X線光電子分光法（XPS）および光電子収率分光法（PYS）を用いて化学構造および電子状態を評価した。Ols光電子エネルギー損失スペクトルによりSiO_2のエネルギーバンドギャップ（Eg）を評価し、価電子帯スペクトルから見積もった価電子帯オフセットを組み合わせることで、SiO_2/4H-SiCのエネルギーバンドアライメントを決定した。また、SiO_2/4H-SiC構造のPYS分析により、4H-SiCのミッドギャップから伝導帯下端に相当するエネルギー領域の電子占有欠陥を評価した。さらに、PYS分析と希釈HF溶液浸演によるSiO_2膜の薄膜化を繰り返し行い、電子占有欠陥の深さ方向分布を見積もり、4H-SiC表面から3.0nm付近で電子占有欠陥が偏在することが分った。