2008 Fiscal Year Annual Research Report
窒化ガリウム用電極開発を行うための金属/窒化ガリウム界面の電位分布直視技術の開発
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18686051
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| Research Institution | Japan Fine Ceramics Center |
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Principal Investigator |
加藤 丈晴 Japan Fine Ceramics Center, ナノ構造研究所, 主任研究員 (90399600)
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| Keywords | 電子線ホログラフィー / ショットキー障壁 / 電位分布 / 金属 / 半導体界面 / FIB / 位相 |
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| Research Abstract |
金属/半導体界面の電位分布を電子線ホログラフィーにより解析するための試料作製技術を確立した。具体的には、集束イオンにビーム(FIB)法による均一厚さの電子顕微鏡(TEM)試料の作製、FIB法によりTEM試料表面に生じるダメージ層の除去、参照波を確保するための試料形状等である。以上により作製されたサンプルについて、金属/半導体界面に電圧印加するために、ピエゾ駆動可能な電極を制御できるTEMホルダーを用いた。このホルダーを用いると試料へ電圧を印加した際の電流-電圧曲線を計測することが可能である。局所領域における金属/半導体界面の電流-電圧曲線を計測した後、順バイアスおよび逆バイアスを印加し、電子線ホログラフィーにより金属近傍の半導体内部における空乏層の変化をとらえることができたことから、半導体内部の電位分布の変化を直視できる技術を確立した。電位分布については定量的な評価も可能である。さらに、金属/半導体サンプルで、電子顕微鏡の対物レンズを作動させると、サンプル面に対し鉛直方向に磁場が印加される。この磁場をサンプルに印加した状態で、サンプルに電流を流すと、半導体内部の電位分布変化を生じることにより、ホール効果を測定することができた。この他、このように準備したサンプルでは、金属電極近傍の半導体内部において、加速電圧数100keVで加速した電子を照射すると電子・ホールペアが発生し、微弱な電流が流れる。そのような微弱電流と照射電子の領域から、半導体内部の電子拡散距離に関するデータを取ることができた。
また、このホルダーでは非常に精度よく電極位置を制御することが可能であるため、集束イオンビームによる局所領域のTEM試料作製技術と組み合わせることにより、実デバイスの電気的な動作を直視観察できる技術へ応用できる。
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