二次イオン質量分析 (SIMS) 15 ゲート酸化膜 ～50nm GaN GaNゲート酸化膜の不純物分析 Impurity Analysis of Gate Oxide Film on GaN by D-SIMS GaNデバイスにおいて、ゲート酸化膜への前工程由来成分(不純物)の拡散は、絶縁性不良の 原因につながるため、その濃度分布や拡散源の特定が必要となります。 今回当社にて、薄膜加工したGaN化合物の表面に高い平坦性をもたせる技術を開発しました。 それによりD-SIMSを用いてゲート酸化膜上層側からの不純物拡散を捉えることに成功しました。 ゲート酸化膜近傍模式図 GaN薄膜加工面AFM像 • 洗浄 • エッチング など SIMS 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.0 10.0 μm μm nm Ra: 算術平均粗さ 1E+00 1E+01 1E+02 1E+03 1E+04 1E+05 1E+06 1E+07 1E+15 1E+16 1E+17 1E+18 1E+19 1E+20 1E+21 1E+22 0 20 40 60 80 100 Depth(nm) GaN F C H O 保護膜成分の影響 ゲート酸化膜のSIMSプロファイル H C F Concentration (atoms/cm3) O Secondary Ion Intensity (counts/sec) ゲート酸化膜 H, C : 成膜由来と推定 F : ドライエッチング成分由来と推定 前工程由来成分の拡散 →絶縁性不良の原因に GaN薄膜加工 D-SIMS: Dynamic SIMS (ダイナミックSIMS) 高い平坦性 (Ra=0.15nm) 23-118
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