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2014 年度 実施状況報告書

ケルビンフォース顕微鏡によるナノスケール半導体キャリア濃度分布の定量

研究課題

研究課題/領域番号 26630297
研究機関九州大学

研究代表者

有田 誠  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30284540)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードケルビンフォース顕微鏡 / 半導体 / キャリア濃度
研究実績の概要

初年度は、最も一般的で広範囲にわたるドーピング濃度の材料が比較的入手しやすいSiウェーハについて、できるだけ多種の試料を系統的に測定し、KFM法によるキャリア濃度評価の可能性について検証を行った。評価したウェーハのキャリア濃度として、n型の約10^20cm^-3から10^10cm^-3、p型については10^19cm^-3から10^12cm^-3にわたるおよそ20種の試料を準備し、KFMによる仕事関数測定を行った。その結果、n型p型どちらの試料においてもキャリア濃度が10^-14cm^-3台以下の領域において理論値に近い値が観測され、この範囲においてのキャリア濃度定量の可能性が確認された。一方、比較的高濃度の試料においては、予想される仕事関数とは逆の濃度依存性が見られ、この傾向は2種類の表面準位を仮定したバンドベンディングモデルにより説明できることが示された。また、測定範囲の広範囲化を目指した光照射実験のための光励起KFM測定システムの準備を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

第一段階として検証の対象としたSiにおいてキャリア濃度測定の可能性とその適用範囲についての知見を得ることができた。また、第2年度以降に行う光照射実験用のシステムの準備を行った。

今後の研究の推進方策

第2年度はワイドギャップ半導体としてSiC等の評価を行い、キャリア濃度の測定精度と測定可能範囲について検証を行う。また、光励起効果について各種半導体に対して実験を行う。加えて、面積の異なるフラットヘッドプローブを用いた実験を行い、その測定分解能と測定精度の関係について調査を行う。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 2014

すべて 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件)

  • [学会発表] Photoinduced surface potential change of TiO2 thin films observed by Kelvin force microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Makoto ARITA
    • 学会等名
      2015 International Symposium on Advanced Materials and Optoelectronics
    • 発表場所
      Saga University
    • 年月日
      2015-01-27 – 2015-01-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 走査型プローブ顕微鏡(SPM)による材料評価例(文部科学省先端研究基盤共用事業の紹介と利用例)2014

    • 著者名/発表者名
      有田 誠, 山内貴志
    • 学会等名
      26th Tungsten Molybdenum Seminar of JTMIA
    • 発表場所
      笹川記念会館
    • 年月日
      2014-11-14 – 2014-11-14
    • 招待講演
  • [学会発表] ケルビンプローブフォース顕微鏡を用いた酸化チタン系光触媒薄膜の光応答その場観察2014

    • 著者名/発表者名
      金子 雅英, 有田 誠, 堀田 善治, 山内 貴志, 本岡 輝昭, 齊藤 勝彦, 郭 其新
    • 学会等名
      日本金属学会2014年秋期講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-24
  • [学会発表] ケルビンフォース顕微鏡を用いた材料評価~新機能デバイス創出を目指して~2014

    • 著者名/発表者名
      有田 誠, 山内貴志, 本岡輝昭, 齊藤勝彦, 郭其新
    • 学会等名
      九州シンクロトロン光研究センター合同シンポジウム
    • 発表場所
      九州シンクロトロン光研究センター
    • 年月日
      2014-08-05 – 2014-08-05

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公開日: 2016-05-27  

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