中 庸行，清水 智也，馬場 洋樹，沼田 朋子，青山 淳一，粟田 正吾，畑山 智亮＊
省エネルギーを実現する半導体パワーデバイス向け材料の1つであるシリコンカーバイド（SiC）は，結晶欠陥の少ない高品質なウェハが量産されていないことからHVやEVへの導入が進んでいない。本研究の目的は，この課題に対して分析から検査にわたる最適なソリューションを提供することである。本稿では，堀場製作所の有する様々な技術をSiCウェハ中の結晶欠陥評価に適用した。レーザ散乱式欠陥検出により，約3 minで4 inchウェハ全面のサブミクロンオーダの表面欠陥・異物を検出可能である。カソードルミネッセンス（CL）によるパンクロマティック像測定により，多岐に亘るウェハ最表面の結晶欠陥を確認し，フォトルミネッセンス（PL）寿命測定ではキャリア寿命に関して有効なデータを得た。さらに，CL像により検出された欠陥周辺の応力分布をラマン分光により評価できることを示した。
Power devices using Silicon Carbide (SiC) were already commercialized and stepping into mass production. But commercial SiC wafers have a problem which several types of defects still exist. Analysis techniques for a variety of defects are important because these defects make yield ratio of SiC device worse. In this work, we carried out complex analysis for sub-millimeter and nanometer scale defect and stress in epitaxial/bulk SiC wafer. Laser scattering method is able to detect defects of submicron size on a whole surface of wafer about 3 min / 4 inch wafer. Our original CL imaging system is capable of evaluating crystal defects of nanometer-size by sub-milimeter scale panchromatic image acquired in short time and Photoluminescence (PL) lifetime measurement helps us to understand career lifetime. Moreover, we reveal that Raman spectroscopy can evaluate stress distribution around defects detected in CL image non-destructively.
＊ 奈良先端大学院大学