分析事例紹介:表面分析受託サービス

ホーム > 分析事例紹介【表面分析受託サービス】:SiCパワー半導体のSIMS分析

SiCパワー半導体のSIMS分析

近年、従来のSiパワー半導体に比べて省エネルギー性能に優れたSiCパワー半導体が注目されています。SiCパワーデバイスは、2001年に初めて海外でショットキーバリアダイオードが市販されました。現在では、漸くMOSFETが一部で市販される状況にあります。これらの背景には、SiCウエハの高品質化、大口径化に向けた多くの技術進歩があり、近年では6インチのSiCウエハも登場し、コスト低減化の方向も見え始めています。
EAGでは、このようなSiC基板の高品質化の進展とともにSIMSやGDMSによる不純物評価を長年に渡って行い、高い評価を得て参りました。現在EAGでは40台数以上のSIMS装置を保有し、SiCの評価でキーとなる高感度性能を維持するために、その内の数台をSiCの専用機として使用しています。また、最近では、SiCウエハをカットしないでそのまま搭載できる8インチウエハまで対応可能なSIMS装置も開発致しました。

SiC材料専用のSIMS装置における 深さ方向分析時のSIMS検出下限(atoms/cm3 )

O2+ Primary Ion Beam Positive Ions Cs+ Primary Ion Beam Negative Ions
Li 1e13 H 2e17
B 2e13 B 1e15
N 5e16 N 2e15
Na 2e13 O 5e16
Mg 2e13 F 5e14
Al 2e13 P 1e14
K 5e12 S 1e15
Ca 1e14 Cl 5e14
Ti 1e13 As 1e14
V 1e12    
Cr 5e13    
Mn 5e13    
Fe 2e14    
Ni 1e15    
Cu 2e14    
Nb 2e14    
Mo 3e14    
Ta 5e15    
W 2e14    

深さ方向分析モードにおける SiCエピ層中のN,Al濃度分布

深さ方向分析モードにおける SiCエピ層中のN,Al濃度分布

セミバルクモードを用いたSiC基板中の金属不純物分析

セミバルクモードを用いたSiC基板中の金属不純物分析

セミバルクモード:
深さ分布ではなく、基板中に均一に含まれている金属汚染レベルを調べるための手法です。 ここでは、Na, Al, Ti, V, Fe, Cr, Ni, Cuを同時に分析し、全て検出下限以下であることが確認できます。

ラスター変化法による SiCエピ層中のNの高感度バルク分析

ラスター変化法による SiCエピ層中のNの高感度バルク分析

ラスター変化法:
深さ方向分析の途中でスパッタ速度を変え、試料中に含まれる元素とSIMS装置由来のバックグランドレベルとの区別を行い、試料に含まれる元素濃度のNet(正味)量を求める手法です。
ここでは、スパッタレートの変化(ラスター変化)によって、SiCエピ層中のN強度の上昇がみられることから、エピ中にNが実際に存在していることがわかります。SIMS装置のバックグランドレベルを計算で差し引くとによって、エピ中のN濃度のNet量( 3e14 atoms/cm3)を求めることができます。

8インチウエハまで対応可能な装置に改造した EAGの SIMS装置

8インチウエハまで対応可能な装置に改造した EAGの SIMS装置

Modification of CAMECA-4F, adding sample loading and movement

SiC フルウエハ分析

SiC フルウエハ分析

SiC中のB分析について、同じ試料を4回試料交換行いデータの再現性を調べました。良い再現があることがわかります。

Pagetop
お問い合わせ方法
Copyrights (C) 2016 Nano Science Corporation. All Rights Reserved.プライバシーポリシー