JP5491433B2 - エピタキシャル基板のシート抵抗評価方法 - Google Patents
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Description
図1および図2は、それぞれ、本発明に係るシート抵抗の評価方法の適用対象たるエピタキシャル基板10またはエピタキシャル基板20の構成を模式的に示す図である。
次に、本実施の形態において行う、上述のような構成を有するエピタキシャル基板10または20を対象としたシート抵抗評価の内容について説明する。
ただし、α、β、γ、kは正の定数である。
Rs=10000・(25−3.5)-1.75+550=597(Ω/□)
となる。
次に、バンド端ピーク強度の取得の仕方について説明する。図4は、バンド端ピーク強度値の取得に用いるフォトルミネッセンス測定装置100の構成の一例を示す模式図である。バンド端ピーク強度値の取得に適用可能なフォトルミネッセンス測定装置100の構成は、図4に示したものには限られない。
次に、検量線の作製に際してHEMT構造部分のシート抵抗を実測する方法について説明する。
本実施例では、エピタキシャル基板10について、バンド端ピーク強度とシート抵抗との間に(1)式の関係が成り立つことを確認した。
Rs=10000・(P−3.5)-1.75+550・・・・(2)
と求められる。
本実施例では、エピタキシャル基板20について、バンド端ピーク強度とシート抵抗との間に(1)式の関係が成り立つことを確認した。
Rs=1000・(P−3.5)-1.25+225・・・・(3)
と求められる。
実施例1で示したエピタキシャル基板10と同じ構造の基板を作成し、該基板におけるシート抵抗の面内分布を、(2)式を用いた算出値と、実測値とのそれぞれについて評価した。なお、障壁層5の組成はAl0.20Ga0.80Nであった。
実施例2で示したエピタキシャル基板20と同じ構造の基板を作成し、該基板におけるシート抵抗の面内分布を、(3)式を用いた算出値と、実測値とのそれぞれについて評価した。なお、障壁層5の組成はAl0.20In0.80Nであった。
実施例3および実施例4の結果によれば、(2)式または(3)式からの算出値と実測値との誤差は、最大でも実測値の2〜3%程度に過ぎない。係る結果は、フォトルミネッセンス測定と(1)式を用いた算出とによって非破壊でシート抵抗を求める手法が、実測に代わるシート抵抗の評価手法として適切であることを意味している。
2 バッファ層
3 チャネル層
4 スペーサ層
5 障壁層
10、20 エピタキシャル基板
100 フォトルミネッセンス測定装置
101 励起光源
102 チョッパ
103 減光板
104、107、108 集光レンズ
105 試料台
106 試料
109 分光器
110 光検出器
111 ロックインアンプ
L0 励起光
L1 フォトルミネッセンス光
Claims (4)
- それぞれがIII族窒化物からなるチャネル層と障壁層とを含むHEMT構造を備えるエピタキシャル基板のシート抵抗評価方法であって、
評価対象エピタキシャル基板と同一の積層構成を有するものの障壁層におけるIII族元素の組成比が相異なる複数のエピタキシャル基板のそれぞれについてフォトルミネッセンス測定を行い、得られたスペクトルから、前記チャネル層のバンド端に相当する波長近傍での最大発光強度を表すバンド端ピーク強度値を取得する第1予備測定工程と、
前記複数のエピタキシャル基板のそれぞれについてシート抵抗値を測定する第2予備測定工程と、
前記第1予備測定工程において取得したバンド端ピーク強度値と前記第2予備測定工程とにおいて取得したシート抵抗値とから、バンド端ピーク強度とシート抵抗との関係を表す検量線を作成する検量線作成工程と、
評価対象エピタキシャル基板についてフォトルミネッセンス測定を行い、前記評価対象エピタキシャル基板のバンド端ピーク強度値を取得する実測工程と、
前記評価対象エピタキシャル基板のバンド端ピーク強度値と前記検量線とに基づいて前記評価対象エピタキシャル基板のシート抵抗値を算出する工程と、
を備えることを特徴とするエピタキシャル基板のシート抵抗評価方法。 - 請求項1に記載のシート抵抗評価方法であって、
前記バンド端ピーク強度をP、前記シート抵抗をRs(Ω/□)とし、α、β、γ、kはすべて正の定数とするときに、前記検量線を、前記第1予備測定工程において取得したバンド端ピーク強度値と前記第2予備測定工程とにおいて取得したシート抵抗値とを用いた回帰分析によって、
Rs=α・(P−β)-k+γ
なる関係式として定めることを特徴とするエピタキシャル基板のシート抵抗評価方法。 - 請求項1または請求項2に記載のシート抵抗評価方法であって、
前記HEMT構造が下地基板の上にエピタキシャル形成されてなることを特徴とするエピタキシャル基板のシート抵抗評価方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のシート抵抗評価方法であって、
前記チャネル層がGaNからなり、前記フォトルミネッセンス測定においてHe−Cdレーザを励起光源として用いることを特徴とするエピタキシャル基板のシート抵抗評価方法。
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