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半導体の表面電場を測定する新たな光学的手法を確立産業技術総合研究所,(株)SCREENホールディングス,大阪大学 研究グループ

 産業技術総合研究所,(株)SCREENホールディングス,大阪大学の研究グループは,レーザー光の照射によりシリコン基板表面から発生するテラヘルツ波の波形を測定する技術と,コロナ放電によって表面電荷を制御する技術を組み合わせて,太陽電池の表面電場を計測する手法を開発したと発表した。
 従来の表面電場の測定法では,試料を加工するために時間や手間がかかる,絶縁膜の誘電率や厚み,半導体のドープ濃度といった情報が必要である,空間分布を測定するのに不向きである,などの問題があった。今回開発した技術では,まず,シリコン基板表面に形成された絶縁膜に,コロナ放電によって正または負のイオンを吹き付ける。その後,レーザーテラヘルツ放射顕微鏡を用いて絶縁膜とシリコン基板との界面の電場の極性と強度を直接観察するため,絶縁膜中の固定電荷量を迅速に測定でき,また,どのように分布しているかを非破壊かつ高空間分解能で可視化できる。固定電荷量から絶縁膜の品質も分かるため,この技術を新しい太陽電池の開発に用いれば,その変換効率の向上に貢献できると期待される。また,半導体表面上に絶縁膜を形成するLSIやパワーデバイスを始めとした太陽電池以外の各種デバイスへの適用も可能である。

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