(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性計測方法であって、
ワイドギャップ半導体の表面に、当該ワイドギャップ半導体とショットキー接合が可能な透光性を有する有機金属膜を形成するショットキー電極形成工程を備え、
単色光照射手段により、前記有機金属膜が形成されたワイドギャップ半導体に対し前記有機金属膜側から所定の波長の単色光を所定のタイミングと強度で照射し、
電圧パルス発生手段により、前記有機金属膜が形成されたワイドギャップ半導体に所定のタイミングで所定電圧強度のパルス電圧を印加し、
インピーダンス計測手段により、前記有機金属膜が形成されたワイドギャップ半導体のインピーダンスを検出し、
前記パルス電圧印加後の所定波長の単色光照射環境下での前記インピーダンスに基づいて、
照射した前記単色光の波長と、ショットキー電極直下に形成される電子空乏層のキャパシタンス又はコンダクタンスの変化率との対応関係により前記ワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性を評価することを特徴とするワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性計測方法。
【請求項２】
前記インピーダンスの測定周波数は、前記有機金属膜の遮断周波数以上の周波数に設定することを特徴とする請求項１に記載のワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性計測方法。
【請求項３】
前記ワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性の評価に前記キャパシタンスの変化率を用いる場合、前記キャパシタンスの変化率を、前記インピーダンスの測定周波数を変えて測定し、測定周波数依存性に基づいて測定条件を設定し、バンドギャップ内準位情報を評価することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性計測方法。
【請求項４】
前記ワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性の評価に前記キャパシタンスの変化率を用いる場合、前記キャパシタンスの変化率を、測定電圧を変えて測定し、測定電圧依存性に基づいて測定条件を設定し、表面層のバンドギャップ準位情報を評価することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性の計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代の多機能デバイス用半導体において、バンドギャップ電子物性はデバイス特性に直結する極めて重要なファクターであり、その計測技術は重要である。例えば、非特許文献１には、半導体の表面にＰｔなどの貴金属によりショットキー電極を形成するＳｉやＧａＡｓ等のバンドギャップ電子物性計測技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Simon M. Sze， "Physics of Semiconductor Devices"  2nd Edition,  Chapter 5."Metal-Semiconductor Contacts" (p.245-311), JohnWiley & Sons, 1981 (published simultaneously in Canada)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、ＧａＮ、ＺｎＯなどのワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性は十分に計測することができない。その原因の1つに、物性計測に必要な良好なショットキーダイオードが作製できない点が挙げられる。一般的に、高感度な電気的計測には、Ｐｔなどの仕事関数の大きい貴金属によりショットキー電極を形成する必要があるが、この場合、計測を行える半導体キャリア濃度の範囲が１×１０１６〜１×１０１７ｃｍ−３に限定されてしまうという問題があった。
また、ワイドギャップ半導体のバンドギャップ全体を調べるためには、光励起を利用した計測技術を好適に用いることができると考えられるが、貴金属によるショットキー電極では光を半導体内部に入射できないという問題があった。特に、デバイスの実用化を考える上でＳｉ基板上にヘテロエピタキシャル成長した膜質(点欠陥準位)管理は極めて重要であるが、サファイア基板上エピ膜のように裏面からの光照射は行うことができないため、光励起を利用した計測技術を適用することができない。つまり、工業上重要なＳｉ半導体基板に形成されたデバイス、材料への適用ができない。
【０００５】
そこで、本発明は、光励起を利用したワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性の計測方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性計測方法であって、ワイドギャップ半導体の表面に、当該ワイドギャップ半導体とショットキー接合が可能な透光性を有する有機金属膜を形成するショットキー電極形成工程を備え、単色光照射手段により、前記有機金属膜が形成されたワイドギャップ半導体に対し前記有機金属膜側から所定の波長の単色光を所定のタイミングと強度で照射し、電圧パルス発生手段により、前記有機金属膜が形成されたワイドギャップ半導体に所定のタイミングで所定電圧強度のパルス電圧を印加し、インピーダンス計測手段により、前記有機金属膜が形成されたワイドギャップ半導体のインピーダンスを検出し、前記パルス電圧印加後の所定波長の単色光照射環境下での前記インピーダンスに基づいて、照射した前記単色光の波長と、ショットキー電極直下に形成される電子空乏層のキャパシタンス又はコンダクタンスの変化率との対応関係により前記ワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性を評価する、という技術的手段を用いる。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、ショットキー電極形成工程において測定対象であるワイドギャップ半導体の表面に、当該ワイドギャップ半導体とショットキー接合が可能な透光性を有する、バンドギャップが広くて適当な仕事関数を有する導電性の有機金属膜をワイドギャップ半導体のショットキー電極として形成し、単色光照射手段により、単色光を有機金属膜側から照射し、電圧パルス発生手段により、有機金属膜が形成されたワイドギャップ半導体に所定のタイミングで所定電圧強度のパルス電圧を印加し、インピーダンス計測手段により、有機金属膜が形成されたワイドギャップ半導体のインピーダンスを検出することができる。
そして、パルス電圧印加後の所定波長の単色光照射環境下でのインピーダンスに基づいて、照射した単色光の波長と、ショットキー電極直下に形成される電子空乏層のキャパシタンス又はコンダクタンスの変化率との対応関係により、深い準位や価電子帯情報などの光学励起に応じた、キャパシタンスあるいはコンダクタンスの過渡応答特性を求め、ワイドギャップ半導体の深い準位や価電子帯情報などのバンドギャップ電子物性計測を高感度に行うことができる。
有機金属膜の仕事関数は貴金属よりも大きいため、１×１０１８ｃｍ−３程度の高キャリア濃度を有するワイドギャップ半導体においてもバンドギャップ電子物性計測が可能である。これにより、１×１０１６〜１×１０１８ｃｍ−３という広いキャリア濃度範囲内のワイドギャップ半導体のバンド構造解析が可能となる。高キャリア濃度の計測が可能となることから、従来技術では計測が困難であった半導体表面部のバンドギャップ物性情報を検出できる。
単色光照射手段により単色光を有機金属膜側から照射して計測を行うため、Ｓｉのような光を通さないような基板上に結晶成長した種々のワイドギャップ半導体の電子物性計測が可能であり、基板種を問わず各種半導体に適用可能である。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性計測方法において、前記インピーダンスの測定周波数は、前記有機金属膜の遮断周波数以上の周波数に設定する、という技術的手段を用いる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、インピーダンスの測定周波数は、有機金属膜の遮断周波数以上の周波数に設定されるため、誘電分散の影響を回避することができ、計測精度を向上させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性計測方法において、前記ワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性の評価に前記キャパシタンスの変化率を用いる場合、前記キャパシタンスの変化率を、前記インピーダンスの測定周波数を変えて測定し、測定周波数依存性に基づいて測定条件を設定し、バンドギャップ内準位情報を評価する、という技術的手段を用いる。
【００１１】
本発明のワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性計測方法では、請求項３に記載の発明のように、キャパシタンスの変化率を、インピーダンスの測定周波数を変えて測定し、測定周波数依存性を調べることにより、バンドギャップ内準位情報が適切に得られる測定周波数を設定し、バンドギャップ内準位情報を評価することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性計測方法において、前記ワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性の評価に前記キャパシタンスの変化率を用いる場合、前記キャパシタンスの変化率を、測定電圧を変えて測定し、測定電圧依存性に基づいて測定条件を設定し、表面層のバンドギャップ準位情報を評価する、という技術的手段を用いる。
【００１３】
本発明のワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性計測方法では、請求項４に記載の発明のように、キャパシタンスの変化率を、測定電圧を変えて測定し、測定電圧依存性を調べることにより、表面層のバンドギャップ準位情報が適切に得られる測定電圧を設定し、表面層のバンドギャップ準位情報を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態で評価する半導体材料を備えた評価試料の構造を示す説明図である。図１（Ａ）は評価試料の断面説明図であり、図１（Ｂ）は評価試料の半導体材料に有機金属膜を形成した状態の断面説明図である。
【図２】本実施形態で評価する半導体材料の電圧−電流特性を示す説明図である。
【図３】本実施形態で評価する半導体材料の容量−電流特性を示す説明図である。
【図４】本発明で用いる評価装置を示す説明図である。
【図５】バンド構造の計測手法を示す説明図である。
【図６】本発明で計測可能なバンド構造の概念図である。
【図７】キャパシタンス及びアドミッタンスの測定周波数依存性を示す説明図である。
【図８】入射光エネルギーとキャパシタンスの変化量の関係を示すスペクトルの測定周波数依存性を示す説明図である。
【図９】入射光エネルギーとキャパシタンスの変化量の関係を示すスペクトルの測定電圧（深さ領域）依存性を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。半導体のバンドギャップ電子物性評価としてＧａＮ薄膜のバンドギャップ電子物性評価を例に説明する。
【００１６】
まず、評価対象となる半導体薄膜上に、その半導体材料とショットキーダイオードを形成する透光性を有する有機金属膜を形成する。本実施形態では、図１（Ａ）に示すように、ｃ−Ａｌ２Ｏ３基板１１上にｕｄ（ｕｎｄｏｐｅ）−ＧａＮ膜１２を介してｎ−ＧａＮ膜１３を積層して形成された評価試料１を用意する。ｎ−ＧａＮ膜１３上にはＩｎなどからなるオーミック性の金属電極１４が形成されている。ここで、ｎ−ＧａＮ膜１３は、キャリア濃度６．３×１０１７ｃｍ−３でＳｉがドープされたＧａＮ膜である。
【００１７】
次に、図１（Ｂ）に示すように、ｎ−ＧａＮ膜１３上に、ｎ−ＧａＮ膜１３と例えば、１．２ｅＶを超えるような高いショットキー障壁を形成する透光性を有する有機金属膜であるポリアニリン膜（ＰＡＮＩ）により有機金属膜１５を形成する。有機金属膜１５は、例えば、ポリアニリン水溶液をスピンコートによりｎ−ＧａＮ膜１３表面に塗布した後に１５０℃で焼成し、不要箇所を除去することにより形成する。有機金属膜１５の膜厚は、例えば２００ｎｍ程度に形成される。このように作製された有機金属膜１５の光透過率は、波長２５０〜２８０ｎｍでは７５〜８５％、２８０〜４００ｎｍでは９０％、可視光領域では９０％と透光性に優れている。
【００１８】
有機金属膜１５／ｎ−ＧａＮ膜１３に対して、電流−電圧特性を評価すると、図２に示すように、片対数表示による暗電流−電圧特性は整流特性を示しており、有機金属膜１５とｎ−ＧａＮ膜１３とによってショットキー障壁が形成されることが確認された。つまり、有機金属膜１５とｎ−ＧａＮ膜１３とによりショットキーダイオードが形成される。ここで、線形領域のフィッティングにより、ダイオード理想因子ｎは１．２、ショットキー障壁高さφ0は１．２ｅＶと算出された。また、整流比は、１．８×１０６と良好な値を示した。
【００１９】
また、電極に逆バイアスを印加したときのキャパシタンスを測定して容量−電圧特性を評価すると、図３に示すように、容量−電圧特性は、右下がりの直線関係を示した。ここで、線形領域の傾きからドナー濃度ＮＤは、６．４×１０１７ｃｍ−３と算出された。また、Ｘ切片より、ビルトインポテンシャルＶｂｉは、１．１２ｅＶと算出され、図２から求められたショットキー障壁高さφ0と良い一致をみた。これにより、有機金属膜１５とｎ−ＧａＮ膜１３とにより良好なショットキーダイオードが形成されていることが確認された。
【００２０】
半導体材料上にその半導体材料とショットキーダイオードを形成する透光性を有する有機金属膜が形成された、図１（Ｂ）に示すような評価試料１の評価装置として、本発明の発明者の一部が開発した特開２００８−１４６６８号公報に記載の有機材料の評価装置を用いることができる。
【００２１】
図４に示すように、評価装置２は、電圧パルス発生部２１、インピーダンス計測部２２、単色光照射部２３及び制御部２４を備えている。電圧パルス発生部２１は、所定の電圧パルスを金属電極１４と有機金属膜１５との間に印加する。インピーダンス計測部２２は、所定のタイミングで金属電極１４と有機金属膜１５との間のインピーダンスを計測する。単色光照射部２３は、有機金属膜１５に、所定の波長強度の光を所定のタイミングで照射する。
【００２２】
制御部２４は、電圧パルス発生部２１、インピーダンス計測部２２及び単色光照射部２３を制御し、条件設定部／測定制御部２５、演算部２６などを備えている。
【００２３】
条件設定部／測定制御部２５は、単色光照射部２３に対して光照射のタイミング、波長、強度を設定制御し、電圧パルス発生部２１に対して電圧パルスの強度（パルス電圧）、パルス期間、印加タイミングを制御し、インピーダンス計測部２２に対しては、インピーダンス計測のタイミング等を制御する。
【００２４】
演算部２６は、インピーダンス計測部２２で計測されたインピーダンスの値を収集し、照射光データ（エネルギー換算値）、電圧パルスの印加タイミング、強度などのデータを得て、インピーダンスとの対応関係を演算・検出する。
【００２５】
この評価装置２を用いて評価試料１の評価を行う。まず、図５（Ａ）に示すように、光を遮断した状態で、金属電極１４と有機金属膜１５との間にゼロバイアス、もしくは、順方向電圧パルスを数マイクロ秒から数十秒印加することで、ｎ−ＧａＮ膜１３のバンドギャップ内準位に電荷注入を行う。ここで、陽極は有機金属膜１５、陰極は金属電極１４である。パルスの電圧値、パルス幅などは、評価対象である半導体材料への電荷注入性に応じて設定することができる。
【００２６】
パルス電圧印加後、金属電極１４と有機金属膜１５に印加する電圧を測定電圧とし、所定の波長の単色光をｎ−ＧａＮ膜１３に一定時間照射する。ｎ−ＧａＮ膜１３に単色光を照射すると、図６に示すようなバンドギャップ内で、浅い準位が短時間に熱励起し、続いて光学励起が発生する。この光学励起は、本実施形態において測定しようとするバンドギャップの深い準位からの励起を含んでいる。
【００２７】
インピーダンス計測部２２は、図５（Ｃ）に示すような、この熱励起及び光励起に基づくｎ−ＧａＮ膜１３のキャパシタンスＣの時間応答を計測する。
【００２８】
以上の測定により、所定の波長の光照射に対するキャパシタンスの比の関係（変化率）が得られる。図５（Ｂ）に示すように、照射する単色光の波長を低エネルギー側から高エネルギー側に変更して繰り返し測定することにより、演算部２６により、有機材料への入射光のエネルギーとキャパシタンスの変化率との関係を得ることができる。これにより、半導体材料のバンドギャップ内準位を、エネルギー的に浅い方向から深い方向へ順次検出することができる。
【００２９】
本発明のワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性計測方法によれば、ワイドギャップ半導体であるｎ−ＧａＮ膜１３の表面に、当該ワイドギャップ半導体とショットキー接合が可能な透光性を有する有機金属膜を形成するショットキー電極形成工程により、バンドギャップが広くて仕事関数が大きいという特徴を有する導電性の有機金属膜１５をワイドギャップ半導体のショットキー電極として形成し、単色光照射部２３により、単色光として、例えば、十分に波長分解能の高い単色光を有機金属膜１５側から分光照射し、電圧パルス発生部２１により、有機金属膜１５が形成されたワイドギャップ半導体ｎ−ＧａＮ膜１３に所定のタイミングで所定電圧強度のパルス電圧を印加し、インピーダンス計測部２２により、有機金属膜１５が形成されたワイドギャップ半導体ｎ−ＧａＮ膜１３のインピーダンスを検出することができる。
そして、パルス電圧印加後の所定波長の単色光照射環境下でのインピーダンスに基づいて、照射した単色光の波長と、キャパシタンス又はコンダクタンスの変化率との対応関係により、深い準位や価電子帯情報などの光学励起に応じた、キャパシタンスあるいはコンダクタンスの過渡応答特性を求め、ワイドギャップ半導体ｎ−ＧａＮ膜１３の深い準位や価電子帯情報などのバンドギャップ電子物性計測を高感度に行うことができる。
有機金属膜１５の仕事関数は貴金属よりも大きいため、１×１０１８ｃｍ−３程度の高キャリア濃度を有するワイドギャップ半導体においてもバンドギャップ電子物性計測が可能である。これにより、１×１０１６〜１×１０１８ｃｍ−３という広いキャリア濃度範囲内のワイドギャップ半導体のバンド構造解析が可能となる。高キャリア濃度の計測が可能となることから、従来技術では計測が困難であった半導体表面部のバンドギャップ物性情報を検出できる。
単色光照射部２３により単色光を有機金属膜１５側から照射して計測を行うため、
Ｓｉのような光を通さない基板上に結晶成長した種々のワイドギャップ半導体の電気物性計測が可能であり、基板種を問わず各種半導体に適用可能である。
【００３０】
ポリアニリンにより有機金属膜１５を形成した場合、図７に示すように、１０ｋＨｚ（１０４Ｈｚ）近傍でキャパシタンスが急激に低下し、アドミッタンスがピークを有しており、遮断周波数は１０ｋＨｚである。
誘電分散の影響を回避するためには、インピーダンスの測定周波数を有機金属膜１５の遮断周波数以上に設定することが好ましい。例えば、ポリアニリンにより有機金属膜１５を形成した場合では、インピーダンスの測定周波数は１０ｋＨｚ以上とすることが好ましい。
【００３１】
図８には、入射光エネルギー（ｅＶ）とフォトキャパシタンスΔＣＳＳ／Ｃ０の変化量の関係のスペクトルの測定周波数依存性を示す。ここで、キャパシタンスＣ０は、基準状態（暗状態かつ、非電荷注入状態）での値であり、２ＮＤΔＣＳＳ／Ｃ０は、欠陥準位濃度（ｃｍ-3）を示すものである。測定周波数は１、１０、１００ｋＨｚの３水準とした。キャリア注入の電圧パルスはパルス電圧０Ｖ、パルス幅１．０ｓとした。また、測定電圧は−２Ｖとした。
【００３２】
測定周波数１、１０ｋＨｚに比べ、測定周波数１００ｋＨｚではバンドギャップ電子物性が顕著に認められた。ここでは、ｎ−ＧａＮ特有の欠陥準位であるＴ１、Ｔ２、Ｔ３準位、ＡｌＧａＮ／ＧａＮヘテロ界面で検出される欠陥準位であるＧ１、Ｇ２準位、ｎ−ＧａＮの価電子帯情報であるＮＢＥ（Ｎｅａｒ  Ｂａｎｄ  Ｅｄｇｅ）が検出された。
このように、キャパシタンスの変化率を、インピーダンスの測定周波数を変えて測定し、測定周波数依存性を調べることにより、バンドギャップ内準位情報が適切に得られる測定周波数を設定し、高キャリア濃度のｎ−ＧａＮ膜１３のバンドギャップ内準位情報を評価することができることが確認された。
【００３３】
図９には、入射光エネルギーとキャパシタンスの変化量の関係のスペクトルの測定電圧依存性を示す。ここで、測定電圧は、−２、−５、−８Ｖの３水準とした。キャリア注入の電圧パルスはパルス電圧０Ｖ、パルス幅１．０ｓ、インピーダンス測定周波数は１００ｋＨｚとした。測定電圧−２Ｖがｎ−ＧａＮ膜１３表面からの測定深さレンジ４２〜７０ｎｍ、測定電圧−５Ｖが測定深さレンジ４２〜９８ｎｍ、測定電圧−８Ｖが測定深さレンジ４２〜１２０ｎｍにそれぞれ対応する。
【００３４】
測定電圧が−８、−５、−２Ｖの順、つまり、測定深さレンジが浅くなるほど、Ｇ１及びＴ３の準位密度が増加する傾向が認められた。Ｇ１準位とＴ３準位はＧａＮ表面層で高密度に分布していることから、表面層のバンドギャップ準位計測も可能であることがわかった。これにより、キャパシタンスの変化率を、測定電圧を変えて測定し、測定電圧依存性を調べることにより、表面層のバンドギャップ準位情報が適切に得られる測定電圧を設定し、表面層のバンドギャップ準位情報を評価することができることが確認された。
【００３５】
（変更例）
本発明の評価方法を好適に用いることができるワイドギャップ半導体は、ＧａＮに限定されるものではなく、有機金属膜と例えば１．２ｅＶを超えるような高いショットキー障壁を形成するものを好適に用いることができる。例えば、ＡｌＮ、ＢＮ、ＡｌＧａＮなどの窒化物系、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２などの酸化物系、ダイアモンド、ＳｉＣなどの炭化物系の半導体などを挙げることができる。また、ｐ型、ｎ型いずれの半導体でもよい。
【００３６】
有機金属膜１５は、ワイドギャップ半導体とショットキー接合を形成することができればポニアニリンに限定されるものではなく、例えば、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリ（スチレンスルホン酸）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリ（エチレングリコール）ブロック共重合体などの導電性有機材料、特にホール伝導型有機材料を好適に用いることができる。
【００３７】
［実施形態の効果］
（１）本発明のワイドギャップ半導体のバンドギャップ電子物性計測方法によれば、ワイドギャップ半導体であるｎ−ＧａＮ膜１３の表面に、当該ワイドギャップ半導体とショットキー接合が可能な透光性を有する有機金属膜を形成するショットキー電極形成工程により、バンドギャップが広くて仕事関数が大きいという特徴を有する導電性の有機金属膜１５をワイドギャップ半導体のショットキー電極として形成し、単色光照射部２３により、単色光として、例えば、十分に波長分解能の高い単色光を有機金属膜１５側から分光照射し、電圧パルス発生部２１により、有機金属膜１５が形成されたワイドギャップ半導体ｎ−ＧａＮ膜１３に所定のタイミングで所定電圧強度のパルス電圧を印加し、インピーダンス計測部２２により、有機金属膜１５が形成されたワイドギャップ半導体ｎ−ＧａＮ膜１３のインピーダンスを検出することができる。
そして、パルス電圧印加後の所定波長の単色光照射環境下でのインピーダンスに基づいて、照射した単色光の波長と、キャパシタンス又はコンダクタンスの変化率との対応関係により、深い準位や価電子帯情報などの光学励起に応じた、キャパシタンスあるいはコンダクタンスの過渡応答特性を求め、ワイドギャップ半導体ｎ−ＧａＮ膜１３の深い準位や価電子帯情報などのバンドギャップ電子物性計測を高感度に行うことができる。
有機金属膜１５の仕事関数は貴金属よりも大きいため、１×１０１８ｃｍ−３程度の高キャリア濃度を有するワイドギャップ半導体においてもバンドギャップ電子物性計測が可能である。これにより、１×１０１６〜１×１０１８ｃｍ−３という広いキャリア濃度範囲内のワイドギャップ半導体のバンド構造解析が可能となる。高キャリア濃度の計測が可能となることから、従来技術では計測が困難であった半導体表面部のバンドギャップ電子物性情報を検出できる。
単色光照射部２３により単色光を有機金属膜１５側から照射して計測を行うため、Ｓｉのような光を通さないような基板上に結晶成長した種々のワイドギャップ半導体の電子物性計測が可能であり、基板種を問わず各種半導体に適用可能である。
【００３８】
（２）インピーダンスの測定周波数を、有機金属膜の遮断周波数以上の周波数に設定することにより、誘電分散の影響を回避することができ、計測精度を向上させることができる。
【００３９】
（３）キャパシタンスの変化率を、インピーダンスの測定周波数を変えて測定し、測定周波数依存性を調べることにより、バンドギャップ内準位情報が適切に得られる測定周波数を設定し、バンドギャップ内準位情報を評価することができる。
【００４０】
（４）キャパシタンスの変化率を、測定電圧を変えて測定し、測定電圧依存性を調べることにより、表面層のバンドギャップ準位情報が適切に得られる測定電圧を設定し、表面層のバンドギャップ準位情報を評価することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１…評価試料、
２…評価装置、
１１…ｃ−Ａｌ２Ｏ３基板、
１２…ｕｄ−ＧａＮ膜、
１３…ｎ−ＧａＮ膜、
１４…金属電極、
１５…有機金属膜、
２１…電圧パルス発生部（電圧パルス発生手段）、
２２…インピーダンス計測部（インピーダンス計測手段）、
２３…単色光照射部（単色光照射手段）、
２４…制御部、
２５…測定制御部、
２６…演算部
【図１】
0005541664.tif 000002
【図２】
0005541664.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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