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半導体計測装置
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化合物半導体デバイスに求められる、確かな計測技術

GaN、SiC、III–V族半導体に代表される化合物半導体は、パワーデバイスやRFデバイス、高周波・高耐圧アプリケーションにおいて不可欠な材料です。
これらのデバイス性能を最大限に引き出すためには、基板からエピタキシャル層、デバイス構造に至るまでの正確な構造評価が欠かせません。

リガクのX線計測ソリューションは、以下の特性を定量的に評価します。

  • 膜厚（サブnm〜µm）
  • 組成（Al、In、ドーパント）
  • ひずみおよび緩和状態
  • 結晶欠陥・転位
  • 界面粗さ・膜密度
  • 表面汚染

X線計測が選ばれる理由

X線計測は、試料の前処理を必要とせず、埋もれた層や複雑なエピタキシャル構造を評価できます。
また、再現性が高く、生産環境に適した測定を可能にします。
膜厚

・極薄膜（0.1〜10 nm）
・多層膜スタック
・埋もれた界面

推奨手法：XRR
特長：干渉効果を利用した高感度な膜厚測定
適用対象：平滑で膜厚均一な薄膜

組成

・合金組成比（AlGaN、InGaAs）
・ドーパント濃度

推奨手法：XRF、HRXRD
特長：XRFによる元素分析とXRDによる格子情報を組み合わせた解析
適用対象：高品質なエピタキシャルスタックおよび多層構造

ひずみ・緩和状態

・エピタキシャルミスマッチ
・厚膜における緩和

推奨手法：HRXRD
特長：格子間隔の変化に直接感度
適用対象：ミスマッチや緩和が空間的に均一な膜

結晶品質および欠陥

・スレッディング転位
・基板欠陥（SiCマイクロパイプ）

推奨手法：X線トポグラフ
特長：非破壊での欠陥イメージング適用対象：高分解能観察および迅速なスクリーニング

界面粗さ・密度

推奨手法：XRR
特長：界面品質に対する高感度
適用対象：nmスケールの粗さを有する膜および多層膜

表面汚染

推奨手法：TXRF
特長：表面における微量検出
適用対象：平滑な薄膜、粒子状汚染

アプリケーション

GaN HEMT構造

主な測定項目

  • AlGaNバリア層の膜厚・組成
  • ひずみおよび緩和状態
  • 界面粗さ

主な手法

  • HRXRD：ひずみ・組成
  • XRR：膜厚・粗さ
  • XRF：元素組成

ポイント

デバイス特性はひずみや界面品質と強く関係しており、複数手法を組み合わせた解析が有効です。
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SiCパワーデバイス

主な測定項目

  • 基板欠陥密度
  • エピタキシャル膜厚均一性
  • ポリタイプ識別

主な手法

  • X線トポグラフィ：欠陥評価
  • HRXRD：結晶品質
  • XRF：組成

ポイント

欠陥に起因する歩留まり低下を抑えるため、非破壊かつウェーハ全面での評価が求められます。
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III–V族エピタキシャル構造
（InP、GaAs）

主な測定項目

  • 多層膜の膜厚
  • 格子ミスマッチ
  • 量子井戸構造

主な手法

  • HRXRD：ひずみ状態や周期構造の評価
  • XRR：膜厚の検証

ポイント

複数の測定結果を組み合わせることで、構造パラメータをより信頼性高く評価できます。
III–V Epitaxy (InP, GaAs)_ja
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リガクの計測ソリューション

基板

エピタキシャル層

デバイス

先端パッケージ

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