GaN HEMT不良部の結晶欠陥解析

GaN HEMT(化合物半導体)にて、電気的な不良箇所を特定後、断面TEMによる結晶解析を行い、リークの原因となる転位の種類を同定し結晶成長の不良を可視化できます。

不良箇所の特定

EM発光像

EM発光像拡大

発光箇所ピンポイント断面TEM像

  • Drain-Gate間裏面発光解析を実施し、リークを示す発光を多数検出した。
  • リーク箇所における断面TEM観察の結果、多数の転位線が見られ、発光箇所の活性層にリークの原因となる転位を捕らえた。

局所的不良箇所に対するEBIC解析の有効性(SiC)

  • 弊社独自の高精度の不良箇所特定技術を用いることでFIB断面でのLV-SEM観察、EBIC解析、TEM観察までをスルーで対応することにより、拡散層と結晶構造の両方を解析することができます。Siだけでなく、SiCパワーデバイスにも適用できます。
局所的不良箇所に対するEBIC解析の有効性2

2波励起による不良箇所の転位の同定

GaN電子線回折像

  • z=[0110]方向からの観察で g=0002 ・ g=2110のgベクトルを用いた2波励起によるTEM観察を行った。発光箇所の活性層にある転位、黄丸部はg=2110ベクトルのみに確認できることから、刃状転位であると考えられる。また、 g=0002のみで確認できるものは螺旋転位と同定でき、何れのgベクトルで確認できるものは混合転位と判断できる。
  • このようにリーク箇所を特定し、その箇所をピンポイントで観察することにより、更に明確な不良原因の特定が行えます。
 

多波干渉像

g=0002

g=2110