超高次非線形誘電率顕微鏡による次世代電子デバイスのナノスケール評価技術の研究

利用超高阶非线性介电常数显微镜研究下一代电子器件纳米级评估技术

• 批准号: 14J08084
• 负责人: 茅根 慎通
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J08084/
• 关键词: 界面欠陥; 半導体; 走査型プローブ顕微鏡法; 走査型非線形誘電率顕微鏡法; 超高次走査型非線形誘電率顕微鏡法; 酸化膜半導体界面; 超高次非線形誘電率顕微鏡法; 非線形誘電率顕微鏡法; 半導体デバイス評価

本年度は前年度から継続して半導体／酸化膜界面の欠陥（界面トラップ）を微視的に観察する手法の研究に取り組んだ．界面トラップの分析は半導体デバイス開発において欠かすことができない．従来の分析手法は広い領域の面内平均を得る手法であったが，近年界面トラップの面内分布を示唆する報告がなされており顕微的な分析の重要性が高まっている．そこで研究代表者は，先鋭な探針と試料の間の静電容量の外部電圧応答を測定することで界面トラップ密度分布を分析する手法を考案し研究に取り組んだ．これは従来から知られているDeep Level Transient Spectroscopy (DLTS)を探針を用いて実行することに相当し，研究代表者は本手法を局所DLTSと呼んでいる．通常のDLTSに比べ，測定には非常に高い容量感度が必要である．そこで本研究では，微小容量の複雑な変化の解析に長けた超高次走査型非線形誘電率顕微鏡（超高次SNDM）を用いる手法を提案した．本年度の具体的な取り組みは以下の通りである．測定サンプルは近年重要性が増しているSiO2/SiC界面とした．1.　新規のデータ解析手法の開発　2.　局所DLTSスペクトラムのサンプルバイアス電圧依存性の分析　3.　温度可変装置の開発と従来のDLTSとの比較検討以上の取り組みの結果，以下に述べるように本手法に関する知見とSiO2/SiC界面トラップの性質に関する知見が得られた．1.　局所DLTSの信号は主として界面トラップを起源としていること　2.　局所DLTSで測定される物理的対象と従来のDLTSで測定される物理的対象は同一であること　3.　局所DLTSを用いて局所的な界面トラップ密度を定量的に分析可能であること　4.　SiO2/SiC界面トラップには面内分布が存在し，トラップ種類ごとに分布が異なる可能性があること以上のように研究代表者は局所DLTSを確立し，本手法そのものと界面物性に関して重要な知見を得た．

This year's research on the semiconductor/acidified film interface's interface (interface technology) and the microscopic inspection method of the previous year were carried out by the group. Interface analysis and analysis of the semiconductor industry. The analysis technique of 従来 is the average within the domain and the technique of averaging in the field is the であったが, and the interface is トラップ in recent years. The importance of analysis of the in-plane distribution is high and the report is high. The representative of this research team first measured the capacitance of the probe and the external voltage in the sample room.することでInterface トラップdensity distribution をanalysisするtechniqueをcase studyにtakeりgroupんだ. Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS) The probe is used in a very practical way, and the representative of the research team is using the method of the Bureau of DLTS. Normally, DLTS is very easy to measure, and it is necessary to measure very high capacity sensitivity. This research is based on a proposal to use ultra-high-order walk-through non-linear dielectric micromirrors (ultra-high-order SNDM) for analysis of micro-capacity complex structures. This year's specific なtake り group みは の通りである． Determination of the SiO2/SiC interface has become more important in recent years. 1. Development of new analytical techniques 2. Bureau DLTS analysis method Analysis of voltage dependence of サンプルバイアス 3. Opening and closing of temperature variable device LTS compares the results of the above-mentioned groups, and the following describes the details of this technique.する知见とSiO2/SiC interface トラップの性に关する知见が得られた. 1. The signal source of the DLTS interface is the source of the DLTS signal. 2. The physical object of the DLTS measurement is the physical object. DLTS is used to measure the physical properties of the same object. 3. The DLTS is used to quantify the density of the interface between the bureau and the bureau. The analysis is possible. 4. SiO2/SiC interface in-plane distribution of in-plane distribution is possible, and the distribution of different types of turret is different. It is possible that the above-mentioned research representative DLTS has been established, and the interface physical properties of this method are not important and the knowledge is obtained.

项目成果

SiO2/SiC 界面欠陥由来による局所DLTS 像の直流バイアス依存性観測

观察 SiO2/SiC 界面缺陷引起的局部 DLTS 图像的 DC 偏压依赖性

• 发表时间: 2016
• 作者: Koichi Hamaguchi;Seng Pei Liew;Martin Stoll.;茅根慎通，小杉亮治，田中保宣，原田信介，奥村元，長康雄
• 通讯作者: 茅根慎通，小杉亮治，田中保宣，原田信介，奥村元，長康雄

Local deep level transient spectroscopy using super-higher-order scanning nonlinear dielectric microscopy

使用超高阶扫描非线性介电显微镜的局部深能级瞬态光谱

• DOI: 10.1016/j.microrel.2016.07.088
• 发表时间: 2016
• 期刊: Microelectronics Reliability
• 影响因子: 1.6
• 作者: N. Chinone;R.Kosugi ,Y. Tanaka;S. Harada;H. Okumura;and Y. Cho
• 通讯作者: and Y. Cho

An Universal Parameter Showing SiO2/SiC Interface Quality of Both Silicon and Carbon-face based on Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy

基于扫描非线性介电显微镜的显示硅面和碳面 SiO2/SiC 界面质量的通用参数

• 发表时间: 2016
• 作者: Norimichi Chinone;Alpana Nayak;Ryoji Kosugi ,Yasunori Tanaka;Shinsuke Harada;Yuji Kiuchi;Hajime Okumura;and Yasuo Cho
• 通讯作者: and Yasuo Cho

超高次走査型非線形誘電率顕微鏡法によるSiC-DMOSFET断面キャリア分布のGS間電圧依存性解析

使用超高阶扫描非线性介电常数显微镜分析 SiC-DMOSFET 截面载流子分布的 GS 电压依赖性

• 发表时间: 2015
• 作者: Seng Pei Liew;Satoshi Shirai;茅根慎通，小杉亮治，田中保宣，原田 信介，奥村 元，長 康雄;茅根慎通，長康雄
• 通讯作者: 茅根慎通，長康雄

Carrier Redistribution Analysis of Gate-Biased SiC Power MOSFET Using Super-Higher-Order Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy

使用超高阶扫描非线性介电显微镜对栅极偏置 SiC 功率 MOSFET 进行载流子重新分布分析

• 发表时间: 2015
• 作者: Koichi Hamaguchi;Seng Pei Liew;Takeo Moroi;Yasuhiro Yamamoto;茅根慎通，後藤安則，長康雄;Seng Pei Liew;Norimichi Chinone and Yasuo Cho
• 通讯作者: Norimichi Chinone and Yasuo Cho