分析・故障解析
Analysis
分析・故障解析

見えない応力を可視化する。                      ラマン分析で読み解くSi・SiC・GaNの応力測定

概要

残留応力などのひずみは、半導体のデバイス特性、動作に大きく影響を及ぼしデバイスの劣化原因ともなっています。
ラマン分光法では、応力の変化がスペクトルのピークシフト量で観測できるため半導体材料のひずみ、応力などの情報を取得できます。

測定事例 Si,SiC,GaNの応力評価

ビッカース硬度計を用いて、Si,SiC,GaNに圧痕を付与しました。
各材料のラマンスペクトルを取得し、応力測定に使用する波数を選択します。
(Siは520 cm-1付近、 SiCは775 cm-1 、GaNは566 cm-1付近のピークを選択して解析)
その後、圧痕付近をマッピング測定を行い、二次元マッピングを取得しました。

測定結果 Si

  • 測定画面
    (赤枠内を測定)

  • 二次元マッピング像※
    ※圧痕の中心付近は凹凸が激しいかったため欠陥データとなっております。

測定結果 SiC

  • 測定画面
    (赤枠内を測定)

  • 二次元マッピング像

測定結果 GaN

  • 測定画面
    (赤枠内を測定)

  • 二次元マッピング像

物質に応力が加わると、原子間の距離が変化するため、原子間の結合力も変化します。
このため、格子振動の周波数が変化し、それに応じてラマンスペクトルのピークがシフトします。
一般的に、圧縮応力が加わると高波数側へピークがシフトし引張応力が加わると低波数側へピークがシフトします。