半導体ウェハ中のキャリア寿命・移動度の非接触マッピング

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16760012
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 福澤 理行 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (60293990)
• Keywords: 半導体ウェハ / キャリア移動度 / キャリア寿命 / 非接触マッピング

Research Abstract

本研究は、ミッドギャップのGaAs,InPおよびワイドギャップSiC,GaNウェハを主なターゲットとして、キャリア移動度μと寿命τの二次元分布を電極形成等の前処理なしに非接触測定することを目的としている。本年度は、キャリア移動度μの非接触測定手法を確立させるため、半導体ウェハに静磁場を印可しながら電極を近接させてMetal-Insulator-Semiconductor-Metal(MISM)構造を形成し、その矩形波応答を測定するためのハードウェアを開発した。その主な構成要素としては、(1)探針電極、(2)永久磁石を用いた磁場印加機構、(3)チャージアンプ、(4)XYステージ、(5)高速AD変換器、(6)制御用PCが含まれるが、これらを独自に設計し、機械加工部品、電子回路部品、光学部品等を組み立てて構築できた。磁場印加機構については、プローブ直下の横方向静磁場を安定して形成するため、磁石の形状・寸法・試料との位置関係について試行錯誤を行った。その結果、ウェハ表面で数100mTの横方向静磁場を印加でき、半絶縁性GaAsウェハで10%以上の磁気抵抗効果が得られる見通しを得た。構築したハードウェアを用いて、GaAsウェハを試料として磁場印加による抵抗率変動Δρの測定を行ったところ、10%オーダの抵抗率変動が検出できることが確認でき、キャリア移動度μの測定見通しを得た。現在、Δρの二次元測定結果を用いて、μの定性的な非接触マッピングを進めている。