JP6763540B2 - 半導体積層物の観察方法、観察装置、観察プログラム、および、半導体装置の製造方法 - Google Patents
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第1導電型を有する第1半導体層、および、前記第1半導体層の上方に成長され、第2導電型を有し、前記第1半導体層とpn接合を構成する第2半導体層を有する半導体積層物と、
前記第1半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層上に配置された第2電極と、
を有する構造体について、
前記第2半導体層の第2電極との界面を構成する表面のモホロジを取得する工程と、
前記第1電極と前記第2電極との間への順方向電圧印加により前記pn接合から放出されたエレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得する工程と、
前記モホロジと前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布とを比較する工程と、
を有する半導体積層物の観察方法
が提供される。
第1導電型を有する第1半導体層、および、前記第1半導体層の上方に成長され、第2導電型を有し、前記第1半導体層とpn接合を構成する第2半導体層を有する半導体積層物と、
前記第1半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層上に配置された第2電極と、
を有する構造体について、
前記第1電極と前記第2電極との間への順方向電圧印加により前記pn接合から放出されたエレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得することで、前記第2半導体層の第2電極との界面を構成する表面のモホロジを取得する工程、
を有する半導体積層物の観察方法
が提供される。
第1の観点による半導体積層物の観察方法、または、第2の観点による半導体積層物の観察方法を一工程として含む半導体装置の製造方法
が提供される。
第1導電型を有する第1半導体層、および、前記第1半導体層の上方に成長され、第2導電型を有し、前記第1半導体層とpn接合を構成する第2半導体層を有する半導体積層物と、
前記第1半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層上に配置された第2電極と、
を有する構造体について、
前記第2半導体層の第2電極との界面を構成する表面のモホロジを取得する機能と、
前記第1電極と前記第2電極との間への順方向電圧印加により前記pn接合から放出されたエレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得する機能と、
前記モホロジと前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布とを比較する機能と、
を有する半導体積層物の観察装置
が提供される。
第1導電型を有する第1半導体層、および、前記第1半導体層の上方に成長され、第2導電型を有し、前記第1半導体層とpn接合を構成する第2半導体層を有する半導体積層物と、
前記第1半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層上に配置された第2電極と、
を有する構造体について、
前記第2半導体層の第2電極との界面を構成する表面のモホロジを取得する手順と、
前記第1電極と前記第2電極との間への順方向電圧印加により前記pn接合から放出されたエレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得する手順と、
前記モホロジと前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布とを比較する手順と、
をコンピュータに実行させるための半導体積層物の観察プログラム
が提供される。
板を用いることができる。また、n型GaN基板と比べて入手が難しく高価ではあるが、n型AlGaN基板やn型InGaN基板、さらに、n型AlN基板を用いることもできる。
電極30側から観察光301を入射させ、また取り出して、モホロジの観察を行うことができる。
は数個(2〜9個)の尾根を有する(または谷を有する)凹凸である。つまり、80μm角の視野内に、複数個(2個以上)、代表的には数個(2〜9個)の尾根が配置されるような(または谷が配置されるような)ピッチを有する凹凸である。
、本願発明者が新たに見出した知見である。
価方法として用いることもでき)、半導体装置の製造方法における一工程として実施することができ、半導体装置の製造方法と捉えることもできる。
第1導電型を有する第1半導体層、および、前記第1半導体層の上方に成長され、第2導電型を有し、前記第1半導体層とpn接合を構成する第2半導体層を有する半導体積層物と、
前記第1半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層上に配置された第2電極と、
を有する構造体について、
前記第2半導体層の第2電極との界面を構成する表面のモホロジを取得する工程と、
前記第1電極と前記第2電極との間への順方向電圧印加により前記pn接合から放出されたエレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得する工程と、
前記モホロジと前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布とを比較する工程と、
を有する半導体積層物の観察方法(検査方法、評価方法)。
前記モホロジと前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布とを比較する工程は、
前記モホロジを表す第1の像と前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を表す第2の像とを並べて表示する工程、および、前記第1の像と前記第2の像とを重ねて表示する工程の少なくとも一方を含む、付記1に記載の半導体積層物の観察方法。
前記モホロジと前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布とを比較する工程は、
前記第1の像と前記第2の像との相対的な縮尺を調整する工程、および、前記第1の像と前記第2の像との相対的な回転角度を調整する工程の少なくとも一方を含む、付記2に記載の半導体積層物の観察方法。
前記第1電極および前記第2電極の少なくとも一方は、光透過電極であり、
前記モホロジを取得する工程は、前記表面に照射された観察光を、前記光透過電極を介して観察する工程を含み、
前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得する工程は、前記エレクトロルミネッセンス光を、前記光透過電極を介して観察する工程を含む、付記1〜3のいずれか1つに記載の半導体積層物の観察方法。
前記第1電極は、光透過電極であり、前記第2電極は、光反射電極であり、
前記モホロジを取得する工程は、前記第1電極を介して前記表面に照射された観察光を、前記第2電極で反射させ、前記第1電極を介して観察する工程を含み、
前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得する工程は、前記エレクトロルミネッセンス光を、前記第1電極を介して観察する工程を含む、付記1〜3のいずれか1つに記載の半導体積層物の観察方法。
第1導電型を有する第1半導体層、および、前記第1半導体層の上方に成長され、第2導電型を有し、前記第1半導体層とpn接合を構成する第2半導体層を有する半導体積層物と、
前記第1半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層上に配置された第2電極と、
を有する構造体について、
前記第1電極と前記第2電極との間への順方向電圧印加により前記pn接合から放出されたエレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得することで、前記第2半導体層の第2電極との界面を構成する表面のモホロジを取得する工程、
を有する半導体積層物の観察方法(検査方法、評価方法)。
前記第1半導体層は、n型窒化ガリウム系半導体で形成された基板と、前記基板上に成長され、n型窒化ガリウム系半導体で形成されたn型窒化ガリウム系半導体層とを有し、
前記第2半導体層は、前記n型窒化ガリウム系半導体層上に成長され、p型窒化ガリウム系半導体で形成されたp型窒化ガリウム系半導体層を有し、
前記モホロジは、前記p型窒化ガリウム系半導体層の上面のモホロジである、付記1〜6のいずれか1つに記載の半導体積層物の観察方法。
前記モホロジは、前記表面について80μm角の視野で原子間力顕微鏡像を取得した際に、尾根と谷とが交互に配置されたパターン(波状のパターン、縞状のパターン)として観察される凹凸である付記1〜7のいずれか1つに記載の半導体積層物の観察方法。
付記1〜8のいずれかに記載の半導体積層物の観察方法を一工程として含む半導体装置の(半導体積層物の、基板の)製造方法。
第1導電型を有する第1半導体層、および、前記第1半導体層の上方に成長され、第2導電型を有し、前記第1半導体層とpn接合を構成する第2半導体層を有する半導体積層物と、
前記第1半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層上に配置された第2電極と、
を有する構造体について、
前記第2半導体層の第2電極との界面を構成する表面のモホロジを取得する機能と、
前記第1電極と前記第2電極との間への順方向電圧印加により前記pn接合から放出されたエレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得する機能と、
前記モホロジと前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布とを比較する機能と、
を有する半導体積層物の観察装置。
第1導電型を有する第1半導体層、および、前記第1半導体層の上方に成長され、第2導電型を有し、前記第1半導体層とpn接合を構成する第2半導体層を有する半導体積層物と、
前記第1半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層上に配置された第2電極と、
を有する構造体について、
前記第1電極と前記第2電極との間への順方向電圧印加により前記pn接合から放出されたエレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得することで、前記第2半導体層の第2電極との界面を構成する表面のモホロジを取得する機能、
を有する半導体積層物の観察装置。
第1導電型を有する第1半導体層、および、前記第1半導体層の上方に成長され、第2導電型を有し、前記第1半導体層とpn接合を構成する第2半導体層を有する半導体積層物と、
前記第1半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層上に配置された第2電極と、
を有する構造体について、
前記第2半導体層の第2電極との界面を構成する表面のモホロジを取得する手順と、
前記第1電極と前記第2電極との間への順方向電圧印加により前記pn接合から放出されたエレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得する手順と、
前記モホロジと前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布とを比較する手順と、
をコンピュータに実行させるための半導体積層物の観察プログラム。
第1導電型を有する第1半導体層、および、前記第1半導体層の上方に成長され、第2導電型を有し、前記第1半導体層とpn接合を構成する第2半導体層を有する半導体積層物と、
前記第1半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層上に配置された第2電極と、
を有する構造体について、
前記第1電極と前記第2電極との間への順方向電圧印加により前記pn接合から放出されたエレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得することで、前記第2半導体層の第2電極との界面を構成する表面のモホロジを取得する手順、
をコンピュータに実行させるための半導体積層物の観察プログラム。
11、12、13、14 n型GaN層
20 p型半導体層
20S p型半導体層の(半導体積層物の)上面
21、22、23 p型GaN層
30 n側電極
40 p側電極
50 保護膜
60 pn接合
100 半導体積層物
110 構造体(半導体装置)
200 制御部
201 表示部
202 入力部
300 モホロジ観察装置
301 観察光
400 EL光強度面内分布観察装置
401 EL光
Claims (6)
- 第1導電型を有する第1半導体層、および、前記第1半導体層の上方に成長され、第2導電型を有し、前記第1半導体層とpn接合を構成する第2半導体層を有する半導体積層物と、
前記第1半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層上に配置された第2電極と、
を有し、前記第1電極および前記第2電極の少なくとも一方は、光透過電極である、構造体について、
前記第2半導体層の第2電極との界面を構成する表面のモホロジを取得する工程と、
前記第1電極と前記第2電極との間への順方向電圧印加により前記pn接合から放出されたエレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得する工程と、
前記モホロジと前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布とを比較する工程と、
を有し、
前記モホロジを取得する工程は、前記表面に照射された観察光を、前記光透過電極を介して顕微鏡に入射させ、前記顕微鏡により前記モホロジを観察することで、前記モホロジに対応するデータを取得する工程を含み、
前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得する工程は、前記エレクトロルミネッセンス光を、前記光透過電極を介して顕微エレクトロルミネッセンスマッピング装置に入射させ、前記顕微エレクトロルミネッセンスマッピング装置により前記エレクトロルミネッセンス光を観察することで、前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布に対応するデータを取得する工程を含む、
半導体積層物の観察方法。 - 前記モホロジと前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布とを比較する工程は、
前記モホロジを表す第1の像と前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を表す第2の像とを並べて表示する工程、および、前記第1の像と前記第2の像とを重ねて表示する工程の少なくとも一方を含む、請求項1に記載の半導体積層物の観察方法。 - 第1導電型を有する第1半導体層、および、前記第1半導体層の上方に成長され、第2導電型を有し、前記第1半導体層とpn接合を構成する第2半導体層を有する半導体積層物と、
前記第1半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層上に配置された第2電極と、
を有する構造体について、
前記第1電極と前記第2電極との間への順方向電圧印加により前記pn接合から放出されたエレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得することで、前記第2半導体層の第2電極との界面を構成する表面のモホロジを取得する工程、
を有する半導体積層物の観察方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体積層物の観察方法を一工程として含む半導体装置の製造方法。
- 第1導電型を有する第1半導体層、および、前記第1半導体層の上方に成長され、第2導電型を有し、前記第1半導体層とpn接合を構成する第2半導体層を有する半導体積層物と、
前記第1半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層上に配置された第2電極と、
を有し、前記第1電極および前記第2電極の少なくとも一方は、光透過電極である、構造体について、
前記第2半導体層の第2電極との界面を構成する表面のモホロジを取得する機能と、
前記第1電極と前記第2電極との間への順方向電圧印加により前記pn接合から放出されたエレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得する機能と、
前記モホロジと前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布とを比較する機能と、
を有し、
前記モホロジを取得する機能は、前記表面に照射された観察光を、前記光透過電極を介して顕微鏡に入射させ、前記顕微鏡により前記モホロジを観察することで、前記モホロジに対応するデータを取得する機能を含み、
前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得する機能は、前記エレクトロルミネッセンス光を、前記光透過電極を介して顕微エレクトロルミネッセンスマッピング装置に入射させ、前記顕微エレクトロルミネッセンスマッピング装置により前記エレクトロルミネッセンス光を観察することで、前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布に対応するデータを取得する機能を含む、
半導体積層物の観察装置。 - 第1導電型を有する第1半導体層、および、前記第1半導体層の上方に成長され、第2導電型を有し、前記第1半導体層とpn接合を構成する第2半導体層を有する半導体積層物と、
前記第1半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層上に配置された第2電極と、
を有し、前記第1電極および前記第2電極の少なくとも一方は、光透過電極である、構造体について、
前記第2半導体層の第2電極との界面を構成する表面のモホロジを取得する手順と、
前記第1電極と前記第2電極との間への順方向電圧印加により前記pn接合から放出されたエレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得する手順と、
前記モホロジと前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布とを比較する手順と、
を有し、
前記モホロジを取得する手順は、前記表面に照射された観察光を、前記光透過電極を介して顕微鏡に入射させ、前記顕微鏡により前記モホロジを観察することで、前記モホロジに対応するデータを取得する手順を含み、
前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布を取得する手順は、前記エレクトロルミネッセンス光を、前記光透過電極を介して顕微エレクトロルミネッセンスマッピング装置に入射させ、前記顕微エレクトロルミネッセンスマッピング装置により前記エレクトロルミネッセンス光を観察することで、前記エレクトロルミネッセンス光の強度の面内分布に対応するデータを取得する手順を含む、
手順、
をコンピュータに実行させるための半導体積層物の観察プログラム。
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