【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.13】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NM0150
利用課題名 / Title
GaN-on-Si半導体デバイス構造の応力・ひずみ場評価
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
電子顕微鏡/ Electronic microscope,集束イオンビーム/ Focused ion beam,イオンミリング/ Ion milling,先端半導体（超高集積回路）/ Advanced Semiconductor (Very Large Scale Integration)
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)
尾ノ上 義喜
所属名 / Affiliation
鹿児島大学 理工学研究科工学専攻機械工学プログラム
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
小金丸 正明
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
長谷川 明,中山 佳子,鴻田 一絵
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NM-501：実動環境対応物理分析電子顕微鏡
NM-502：実動環境対応電子線ホログラフィー電子顕微鏡
NM-503：200kV電界放出形透過電子顕微鏡（JEM-2100F1）
NM-504：200kV電界放出形透過電子顕微鏡（JEM-2100F2）
NM-505：200kV透過電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
GaN-on-Si半導体デバイスにおいて，チャネル部となるGaN/AlGaN界面での応力・ひずみ場の評価を目的とする．本研究グループでは，「サンプリングモアレ法」という画像処理計測を行っており，この方法をTEM画像に適用できないか検討したいと考えている．「サンプリングモアレ法」は，規則格子（ドットでも可）の変形前後の画像から変位やひずみを算出する手法で，橋梁のひずみ測定等には実用化されている．
実験 / Experimental
TEM観察用にFIBとArイオンミリングの加工を施した試験片を対象に，膜厚40-60nmの領域で，GaN/AlGaN界面と界面より遠方のGaN層を観察する．この得られた2つの画像をモアレ解析し，それぞれの位相差を比較することで，変位を算出する．
結果と考察 / Results and Discussion
HRTEMによって得られた格子像は，格子周辺でぼやけた画像となった．原子そのものは写らず，鮮明な画像が得られなかった原因は，試料表面のダメージ層の影響であったと考えられる．また，モアレ解析においても，得られた位相画像は，ノイズが発生し，うまく変位・ひずみ解析を行うことができなかった．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 Cross-sectional schematic of GaN-on-Si specimen.
Fig. 2 TEM image of GaN-on-Si specimen.
Fig. 3 HRTEM image of GaN/AlGaN interface.
Fig. 4 HRTEM image of GaN.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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