2017 Fiscal Year Annual Research Report
非線形誘電率顕微鏡法を用いた界面電荷輸送現象における諸問題の起源解明
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16H06360
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
長 康雄 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (40179966)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山末 耕平 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (70467455)
平永 良臣 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (70436161)
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| Project Period (FY) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| Keywords | 走査型非線形誘電率顕微鏡 / 局所DLTS法 / 超高次SNDM法 / 時間分解SNDM法 / Dit分布観測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①H28年度に高度化した超高次非線形誘電率顕微鏡法を適用し太陽電池のパッシベーション膜に捕獲された固定電荷に関して詳細な観測を行うことに成功した．
②MoS2,WSe2等の新規2次元物質の評価解析を新たにPeak force tapping 方式のSNDMを開発することにより，極薄な層状構造半導体を破壊することなく，キャリアタイプと濃度が計測できる事を明らかにした．
③H28年度開発した局所DLTS法をさらに発展させSiO2/SiC界面の浅い準位の界面準位密度の2次元分布を計測した．具体的には新規に低温で計測できる局所DLTS計測装置を開発し，これを用いて浅い準位の界面準位密度計測し，更にエネルギー準位をできるだけ合わせて計測したSNDM像の間に正の相関があることを明らかにした．
④H28年度から開発を続けている，走査型非線形誘電率常磁性共鳴顕微鏡装置（SNDMR）に関する理論的研究を行い，SNDMの高感度性があれば，局所的な電子スピン共鳴を検出できる事を明らかにした．
⑤時間分解走査型非線形誘電率顕微鏡(Tr-SNDM)の開発に成功し，非常に広帯域で高速な静電容量応答が検出可能になった．更にこの手法を局所DLTS法に適用し高分解能な局所DLTSによるSiO2/4H-SiC界面の欠陥分布観察に成功した．
⑥線形誘電率分布計測の行えるdc/dz-SNDM法の開発に成功した．この手法の開発の成功により従来高精度な線形誘電率計測や半導体のドーパント濃度の定量計測が難しかったSNDM法の適用範囲を大幅に広げた．本装置はプローブ顕微鏡メーカで実用化されることが決定し現在実用機の開発が始まろうとしている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
年度初頭に計画した研究計画に基づいた成果がほぼ出ていると考えられるから．
具体的には超高次非線形誘電率顕微鏡法を適用し太陽電池のパッシベーション膜に捕獲された固定電荷に関して詳細な観測を行うことに成功し，MoS2,WSe2等の新規2次元物質の評価解析を，極薄な層状構造半導体を破壊することなく行うことに成功した．
また新規に低温で計測できる局所DLTS計測装置を開発しこれを用いてSiO2/SiC界面の浅い準位の界面準位密度計測しこれとSNDM像との間に正の相関があることを明らかにした．
更に全く新規に時間分解走査型非線形誘電率顕微鏡(Tr-SNDM)の開発に成功し，非常に広帯域で高速な静電容量応答が検出可能になった．更にこの手法を局所DLTS法に適用し高分解能な局所DLTS法によるSiO2/4H-SiC界面の欠陥分布観察に成功した．
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| Strategy for Future Research Activity |
①H29年度高度化した超高次非線形誘電率顕微鏡法を種々の計測対象に適用する．具体的にはPotential Induced Degradation を起こした太陽電池の評価や太陽電池のパッシベーション界面の分析を更に進め太陽電池の性能劣化の原因を明らかにする．
② MoS2,WSe2等の新規２次元層状構造化合物のキャリアタイプの原子層数依存性やバイアス依存性を明らかにする．
③H29年度開発した温度可変局所DLTS法を用いてSiO2/SiC界面の極めて浅い準位の界面準位密度の2次元分布の計測を継続する．更に時間分解SNDM法（Tr-SNDM)法を用いてより高度な計測を行う．具体的には低温で計測できる局所DLTS計測装置の更なる高度化を図り，更に局所DLTS装置の計測周波数帯域も大幅に拡大する事により，できるだけ浅い界面準位密度分布を計測し，SiO2膜中の電荷分布の計測結果と合わせて，取得したデーターを用いたシミュレーションによりS移動度低下の原因を探求する．
④界面準位密度の２次元分布計測に加え，その起源を明らかにするためのSNDM ベースの装置の開発を継続する．
⑤H29年度開発したdC/dz-SNDM法を用い種々の材料の線形誘電率の分布計測を行う．
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Research Products
(33 results)
