課題番号 ：S-17-JI-0055 S-16-JI-0013
利用形態 ：技術代行
利用課題名（日本語） ：窒化物半導体デバイスの界面物性評価
Program Title (English) ：Characterization of interface properties in nitride semiconductor devices
利用者名（日本語） ：佐藤 拓1)
Username (English) ：Taku Sato1)
所属名（日本語） ：1) (株)アドバンテスト研究所
Affiliation (English) ：1) Advantest laboratories Ltd.

１．概要（Summary ）
半導体デバイスでは, 保護膜やゲート絶縁膜として, さまざまな絶縁膜が用いられる. 半導体/絶縁膜界面の性質は, 閾値電圧を始めとしたデバイス特性に大きな影響を及ぼすため, 界面物性の理解を深めることは, 特性向上を図る上で極めて重要である. 現在, ナノテクノロジープラットフォームを利用した窒化物半導体/絶縁体の界面物性評価を進めており, 今回その一環で窒化物半導体/絶縁体界面のScanning　Transmission Electron Microscopy(STEM)分析を行った.

２．実験（Experimental）
GaN基板上に絶縁膜を成膜した試料について, 断面のHigh-angle Annular Dark Field (HAADF)観察およびElectron Energy Loss Spectroscopy (EELS) による O-K 端評価を行った. 観察には, 北陸先端大所有のGIF Quantum を備えた JEM-ARM200F を用いた. 　

３．結果と考察（Results and Discussion）
図1(a)にHAADF像を示す. EELSのO-K 端評価を行ったところ, 界面近傍の絶縁膜に特異的なスペクトルを有する性質の異なった層が存在することを見出した. 図1(a)中の黄色枠内について, その分布を可視化した結果を図1(b)に示す. この変性層は界面準位や固定電荷と関係している可能性がある.

４．その他・特記事項（Others）
STEM分析は, 北陸先端科学技術大学院大学の東嶺 孝一氏に実施して頂きました. この場を借りて感謝申し上げます.

(a)HAADF像　　　　　(b) 特異的スペルトル
のマッピング

図1. 断面STEM観察結果

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) T. Sato, K. Uryu, J. Okayasu, M. Kimishima, and T. Suzuki, International conference on Solid State Devices and Materials(SSDM) 2017, 10 Sept. 2017.
(2) 佐藤拓, 瓜生和也, 岡安潤一, 君島正幸, 鈴木寿一, 電気学会電子デバイス研究会, 平成30年3月27日.
(3) 東嶺孝一, 佐藤拓, 鈴木寿一, 第７４回顕微鏡学会学術講演会, 平成30年5月28日.

６．関連特許（Patent）
なし.