【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.27】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KU0039
利用課題名 / Title
レーザー照射処理したワイドギャップ半導体単結晶の断面観察
利用した実施機関 / Support Institute
九州大学 / Kyushu Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
ワイドギャップ半導体,SiC,コンタクト抵抗,ドーピング,レーザードープ,パワーデバイス
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
妹川 要
所属名 / Affiliation
ギガフォトン株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
薮田 久人,GUO DONGYANG,別府 美彩,宮田 翔
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
阿内 三成,前野 宏志,尾中 晃生,山本 知一
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KU-004：広電圧超高感度原子分解能電子顕微鏡
KU-014：Arイオン研磨装置群
KU-018：イオンビーム・電子ビーム複合型精密加工分析装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
SiCなどのワイドギャップ半導体材料のパワーデバイス応用研究の一貫として、半導体／金属接合のコンタクト抵抗低減のためのエキシマレーザ照射による表面近傍高濃度ドーピング（レーザドーピング）技術の研究開発を実施している。レーザドーピングを施した半導体表面の金属接合特性と表面近傍の構造・形態・状態の相関を調べることにより、レーザドーピングプロセス条件の最適化を図ると共に、レーザドーピングのメカニズム解明を目指す。
実験 / Experimental
試料表面に保護膜を形成した上で、レーザ照射表面の指定した位置をFIB（使用装置は相談の上で決定）にて断面出しを行い、FIB-SEMによる断面像をいくつか取得した上で断面薄片試料をピックアップした。その断面試料のTEM（使用装置は相談の上で決定）により最表面形態、SiN/SiC界面界面近傍のSiC単結晶の状態（非晶質化や多結晶化の有無、欠陥・転位生成の有無）を得るために高分解能像（格子像）/制限視野回折図形等の情報を取得した。
結果と考察 / Results and Discussion
SiN膜付き（膜厚100nm）SiCにレーザ照射繰り返し4000Hz、フルエンス2.8J/cm2, ショット数 50で照射した試料断面をSTEM-EDX観察した。（図１参照）表面にSiOx層やグラファイト、アモルファスシリコンと思われる生成物が出来ていることが確認された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１ 繰り返し4000Hz, フルエンス2.8J/cm2, 50shotで照射したSiC/SiN界面のSTEM像
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Kaname Imokawa, Yohei Tanaka, Keita Katayama, Hisato Yabuta, Taisuke Miura, and Kouji Kakizaki, "Demonstration of low contact resistance in SiC using high repetition rate KrF excimer laser irradiation", the 17th International Conference on Laser Ablation,October 3rd 2024
- 別府 美彩、KrFエキシマレーザーを用いたβ-Ga2O3へのSnドーピング、九州大学大学院システム情報科学研究院、電気電子工学専攻修士論文、令和7年2月
- 宮田 翔、レーザードーピングの機構解明に向けた分析的アプローチ、九州大学工学部電気情報工学科卒業論文、令和7年2月
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件