走査型プローブ顕微鏡による電力用半導体デバイス 評価法の開発
著者 潤間 威史
発行年 2019‑12
出版者 静岡大学
URL http://doi.org/10.14945/00027495
(課程博士・様式9)
専攻光・ナノ物質機能専攻
、 審 査 要 ヒ目三品
学籍番号 55745006 学生氏名 潤間威史 論文題目 走査型プローブ顕微鏡による電力用半導体デバイス評価法の開発
本論文は、電力用半導体デバイス(パワーデバイス)の評価法の開発を目的として、走査型 プロープ顕微鏡(Scanningprobe microscopy: SPM)技術を応用することによって、デバイス のオペランド計測手法をナノスケール分解能の顕微計測にて可能にしたものである。
序章は、電力用半導体デ、バイスと SPMによる評価法について述べ、先行研究では試料とし て評価用の特別なデバイスを用いた報告例に留まっていることについて示した。そこで本論 文では、パッケージされた実デバイスを試料として評価する必要性について述べている.
第 2章 は SPM技 術 に つ い て の 原 理 を 述 べ で い る 。 原 子 関 力 顕 微 鏡(Atomic force microscopy: AFM)を用いた表面形状測定法とそれに複合した電気特性評価手法について、理 論及び基本的な装置構成が示されている。
第 3章は基本的なパワーデ、パイスである Si製ショットキーバリアダイオードの測定につ いて示している。微分容量像からダイオードの空乏層幅の実測(539nm)及び理論僚との比較 を才子っている。
第4章は先端材料である SiC製ダイオードの測定について示している。本章では、容量測 定と電位測定との複合化を達成している。
第 5章はSi製フアストリカバリーダイオードの測定について示している。試料作製法と して機械研磨を用いることで、広範囲の平坦化を実現している。その結果として、伝導度変 調状態における電位分布の可視化が達成されている。
第6章は走査型容量原子間力顕微鏡の感度向上に関して、散逸力変調方式を適用する手法 を提案している。散逸力変調方式を用いた感度の向上に関して、理論的に在明し、さらに実 験において信号対雑音比の測定から実証している。
第7章は電子顕微鏡と AFMの複合装置について示している。カンチレバーの位置決め手法 として、電子顕微鏡を用いることで高精度化を実現している。また、二次電子像からは判別 できないpn接合部の観察において、電子線誘起電流を用いたイメージング法による pn接合 部の可視化がSPMによる位置決め手法として有益であることを示している。
‑第8章は、博士論文の総括を示している。また、今後の展開として、結晶欠陥や構造に由 来するデバイスの故障解析を行うことが期待されると述べている。
以上のように、本論文では、パワーデバイスのSPMによる評価法の開発を目指し、複数の パワーデノ〈イスを用いたオペランド計測を実現している。結果から、空乏層幅の実測や伝導 度変調状態における電位分布などを示し、 SPMによるデバイスのオペランド評価法に関する 有用な知見を得ている。よって、以上のことから、本論文は博士(工学)の学位論文として ふさわしいものと認められる。
(1，000字程度)
