電圧印加状態でのパワー半導体デバイス断面構造の ナノスケール評価のための一検討

摘要

次世代半導体デバイスの研究開発において，内部構造や材料物性の評価は，その取り組みの根幹を成す．具体的には，パワー半導体デバイスや有機半導体デバイスの実現に際し，ナノスケールでの精確な観測・評価が求められる．このようなナノ領域での観測・評価を行うツールの1 つに走査型プローブ顕微鏡(SPM; Scanning Probe Microscope)(1) が挙げられる．また，SPM技術としては，原子間力顕微鏡法(AFM; AtomicForce Microscopy)，表面電位計測法(KFM; Kelvin probeForce Microscopy) や走査型容量原子間力顕微鏡法(SCFM;Scaninig Capacitance Force Microscopy)(2) がある．パワー半導体デバイスは，ワイドバンドギャップ半導体材料による高耐圧化のほか，微細加工による多並列化，大規模化，複合化へと進展しているが，それらは動作・故障の評価・解析を困難にする要因でもある．そのためパワー半導体デバイスの動作を可視化するためには，高い空間分解能と高い検出感度の両立が求められる．そこで我々は，材料や構造を問わないパワー半導体デバイスのナノスケール観測を可能とする装置構築とその評価手法の確立を目的としている．