駆動状態での実デバイス動作面の電子物性を評価可能なプローブ顕微鏡システムの開発

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本年度は，電子デバイスの局所電子物性を，電子顕微鏡(Scanning electron microscope: SEM)環境下で動作する走査型プローブ顕微鏡(Scanning probe microscope: SPM)により解析するシステムを開発した．SEMにより高精度に観察位置の決定が可能な，多機能原子間力顕微鏡を用いて，バイアス印加状態でのデバイス中の電荷の挙動を評価することが出来た．昨年度の内容ではあるが，走査型容量原子間力顕微鏡法(Scanning capacitance force microscopy: SCFM)の感度を散逸力変調(Dissipative force modulation: DM)方式を適用した．感度向上を理論的及び実験的に検証し，DM-SCFMの有効性を確認した．当該内容について本年度に学術論文として公開した．また，SEMの真空チャンバー内にて動作可能な原子間力顕微鏡(Atomic force microscope: AFM)を開発することにより，高精度化を行った．具体的には，SEMのイメージング手法である電子線誘起電流を用いてpn接合部を可視化することで，カンチレバー探針を高精度に位置決めする手法を開発した．これらの装置により化学機械研磨による表面処理を行ったSi製ファストリカバリーダイオードのpn-接合部へカンチレバーを位置決めし，SPM測定を行った．測定手法としてはケルビンプローブ力顕微鏡法による表面電位分布の測定とSCFMによる微分容量分布を測定した．デバイスをオペランド計測することで，pn-接合部における電位・キャリア分布の可視化を達成した．従って，SEMと複合化したパワーデバイス評価用のAFMの有効性が明らかとなった．