08/25/2017
No.0334 DLTS法による半導体材料の深い準位の解析
半導体デバイスにおいて、結晶欠陥や不純物によって生成される電子・正孔トラップは動作特性に影響を及ぼす。DLTS法は、半導体結晶中に存在する電子・正孔トラップを高感度で検出することができる。また、表面絶縁膜と半導体界面に存在する界面準位の評価も行うことができる。
DLTS(Deep Level Transient Spectroscopy)法
| 深い準位(トラップ)とバンド(伝導帯、価電子帯)との間でやり取りする電子・正孔について、接合容量の過渡変化から評価する手法。解析により、トラップのエネルギー準位、捕獲断面積、濃度、深さ情報などが得られる。 |
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| ●測定装置 | |
PhysTech社製 FT-1230
・測定周波数：1 MHz
・最大分解能：0.01 fF (2 pF range)
・サンプリング範囲：1.5 μs ～2100 s
・試料温度：80 K ～700 K |  |
| ●適用分野 | |
各種半導体材料(Si, Ge, SiC, GaN, GaAs, InP 等)
プロセス評価(イオン注入・回復アニール 等） |
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| ●主に得られる情報 | |
| エネルギー準位(eV), 捕獲断面積(cm2), トラップ濃度(cm-3) |
| ※検出限界濃度: キャリア濃度の10-3～10-4(cm-3)程度 |
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DLTS法の原理(n-type, Schottky structure)
| ●バイアス電圧のシーケンス ＆ 接合容量の変化 |
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| ●各バイアス電圧でのバンドダイアグラム |
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 各試料温度で測定 |
| ●各温度での容量変化 ＆ DLTSスペクトル |
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適用事例 4H-SiCエピタキシャルウエハの評価
DLTS spectra Arrhenius plot
DLTS Results
4H-SiCエピタキシャル層の深い準位(トラップ)の情報が得られた。文献より、結晶欠陥に起因したトラップであると考えられる。
カテゴリー
半導体・実装
分類
パワーデバイス・ディスクリートデバイス