分光エリプソメーター　SiCホモエピタキシャル薄膜の膜厚評価

炭化シリコン(SiC)はシリコン(Si)と比べてバンドギャップが広く、絶縁破壊電界が約8倍と大きいため、電界効果トランジスタ(MOSFET)や絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)などのパワーデバイスの材料として使われており、SiCのトランジスタには薄膜と同じ材料であるSiC基板が多く用いられています。基板とその上の薄膜が同じ材料の場合一般的には光学定数(n&k)が等しく、光学的な手法では膜厚を求めることが困難です。SiやGaAsなどではドーピングの量と種類の違いによるキャリア密度の差が10⁴cm^-3以上無いと光学定数の差が見られませんが、SiCの場合、キャリア密度の差が10²cm^-3以上あれば、薄膜と基板の間にわずかな光学定数差が生じ測定データに小さい干渉が現れます。
分光エリプソメーターUVISEL Plusはこのようなわずかな干渉でも精度よく測定することができ、膜厚や光学定数と表面状態を求めることが可能になります。このSiC基板上のSiC薄膜を非破壊・非接触で評価できれば、パワーデバイスの研究開発や品質管理を行う上で非常に役立ちます。
本アプリケーションノートでは、分光エリプソメーターによるSiCホモエピタキシャル薄膜の膜厚評価について紹介いたします。

分光エリプソメトリーは、入射光と反射光の偏光状態の変化を波長ごとに計測し、得られた測定データをもとに光学モデルを作成、フィッティング計算をすることにより薄膜の膜厚および光学定数（屈折率n、消衰係数k）を非破壊、非接触で求める分析手法です。この手法を行う装置を分光エリプソメーターといいます。