2019年 | プレスリリース?研究成果
窒化ガリウムウェハの高速?高感度検査技术を确立 -分光技术を駆使した半导体の结晶欠陥计测-
【発表のポイント】
- 量产向け大型窒化ガリウムウェハの高速?高感度検査技术を确立
- 発光効率*1の絶対计测*2に基づく、欠陥分布の非破壊?非接触评価手法
- パワートランジスタや発光ダイオード、半导体レーザ、太阳电池など、様々な半导体デバイスの开発?製造に适用可能
【概要】
东北大学多元物质科学研究所 小島 一信 准教授、秩父 重英 教授は、浜松ホトニクス株式会社 池村 賢一郎 氏と協力し、分光技術*3に基づく新たな半导体ウェハの検査技术を开発しました。
持続可能な社会を実现するためには、限りあるエネルギー资源の高効率な利活用技术の开発が必要です。例えば、鉄道や电気自动车のような电力を强い动力に変换して利用する応用では、高耐圧かつ低损失にて电流の整流や电圧変换を行うダイオードやトランジスタといった电子デバイスが重要です。また、照明や通信、太阳光発电などの分野においては、电気エネルギーと光エネルギーとを相互に変换する発光ダイオード（尝贰顿）や半导体レーザ*4、太阳电池といった光デバイスの高効率化が不可欠です。これら半导体デバイスは、ウェハと呼ばれる结晶基板上に作られるため、デバイスの性能はウェハの构成材料となる结晶の品质に左右されると言っても过言ではありません。なかでも窒化ガリウム（骋补狈）は、高性能な电子デバイスや光デバイスの製造に适する材料の一つとして注目され、国内外における高品质骋补狈ウェハの开発竞争が激化している状况にあります。
一方、半導体デバイスの普及には大型ウェハを用いた量産化が必要です。GaNの場合、直径6インチ（約152 mm）以上の円形状ウェハが望まれています。このような大型GaNウェハの品質管理には、ウェハ全面を高速かつ高感度にて検査ができる評価手法が必須です。小島准教授らは、半導体結晶の高精度な発光効率計測法（全方位フォトルミネセンス法）を応用することにより、積分球*5を核とする分光技术を駆使した、半导体ウェハの高速?高感度検査手法を确立しました。本研究は、従来手法にて制限があったウェハサイズの问题を解决し、検査时间を大幅に短缩します。
本研究の一部は、文科省の附置研究所間アライアンスおよび科研費若手研究（A）、挑戦的研究（萌芽）、新学術領域研究「特異構造の結晶科学」の助成を受けています。成果は応用物理学会と日本物理学会との協同内部組織である物理系学術誌刊行センター (PCPAP)の科学誌Applied Physics Express誌にて5月13日にオンライン公開され、Spotlights論文にも選定されました。
【用语解説】
*1 発光効率
対象となる発光材料に（本研究では励起レーザによって）入力したエネルギーのうち、発光に利用される割合のこと。
*2 絶対計測
标準试料との比较无しに、物理量を计测すること。
*3 分光技術
计测対象となる光をその成分（波长もしくはエネルギー）ごとに分析する技术。
*4 半導体レーザ
光通信や颁顿?顿痴顿などの光メディアの情报読み込み?书き込みなどに利用される、指向性の高いレーザ光を放出する半导体光デバイスのこと。
*5 積分球
内壁が硫酸バリウムやスペクトラロンといった拡散反射率の极めて高い（つまり、真っ白な）材料にて覆われた球状の装置。硫酸バリウムは、胃のレントゲンで造影剤としても用いられる。
问い合わせ先
（研究に関すること）
东北大学多元物质科学研究所
担当：准教授 小島一信 ／ 教 授 秩父重英
電話： 022-217-5363
E-mail： kkojima*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）
（报道に関すること）
东北大学多元物质科学研究所 広報情報室
電話： 022-217-5198
E-mail： press.tagen*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）