【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.08】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22KT0013
利用課題名 / Title
半導体デバイスの特性アップに向けた欠陥分析
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
半導体,欠陥,SiC,電子顕微鏡/Electron microscopy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
森 貴仁
所属名 / Affiliation
ローム株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
清村 勤
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KT-403：モノクロメータ搭載低加速原子分解能分析電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
GaN, SiC等の半導体デバイスにおいては、一般に欠陥低減による効率アップが目指されており、そのために結晶欠陥の素性や生成メカニズム、エピ成長のメカニズムを明らかにする必要がある。本研究では主に4H-SiCに対して、TEMによる欠陥評価によりエピ膜中に生成する転位・積層欠陥の素性や生成メカニズムを明らかにすることを目指し、Cs-STEMを併用することで転位ループの構造と積層欠陥種の同定(積層周期乱れの確認)を行った。
実験 / Experimental
4H-SiCエピ中に、意図的に基底面(c面)の転位ループを生成させた試料に対して、ｇ・ｂ解析を行うことにより転位ループを構成する転位線のバーガースベクトル及び転位種を決定した。その上で今回、転位ループの内外、及び近傍における4H-SiCの積層周期がどのようになっているか、すなわち積層欠陥がどのように存在するかCs-STEM観察を実施し確認した。
結果と考察 / Results and Discussion
4H-SiCの基底面に生成された三角形に近い形状の転位ループについて平面TEMでのｇ・ｂ解析を行った結果、実際は2本の転位線から大きな三角形が形成されることが判明した。この転位近傍を断面方向から原子分解能で観察を行った結果、2本の転位ループに挟まれた領域のみ積層欠陥(1SSF)が存在していることがわかった。[図1) この転位線が電気的ストレス等により三角形の内外へ辷っていくと推定される。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究の一部は、文部科学省「マテリアル先端リサーチインフラ」事業の支援を受けて実施されました。
本研究の遂行にあたりご指導、ご協力頂いた、京都大学ナノテクノロジープラットフォーム実施責任者 倉田博基 教授、京都大学 化学研究所 先端ビームナノ科学センター 複合ナノ解析化学 特定研究員 清村勤 様に厚く御礼申し上げます。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件