浜ホト,GaN結晶の品質定量評価装置を発売

浜松ホトニクスは,全方位フォトルミネッセンス(Omnidirectional Photoluminescence:ODPL)測定法を利用した結晶品質評価装置「ODPL測定装置 C15993-01」を開発し,8月2日より発売を開始する(ニュースリリース)。価格は1,100万円。

この製品は,ODPL測定法を利用したGaN結晶の品質評価装置。ODPL測定法とは,GaNをはじめとする化合物半導体結晶の構造欠陥や不純物の有無などの品質を数値化し,正確に評価する手法。従来,フォトルミネッセンス(Photoluminescence:PL)を利用する測定法では,GaN結晶から一方向に放出されるPLの強度や波長ごとの情報を基に品質を評価していた。

PLを利用することで非接触,非破壊,高速で品質を評価することができるが,光検出器の位置や角度,結晶に光を照射する際の条件などで測定結果が左右されるため,再現性や定量性が低いという課題があった。

このような中,同社と東北大学は,積分球を用いてGaN結晶から全方向に放出されるPLの強度を高い再現性で測定するとともに,独自の計算手法により,測定結果から内部量子効率(Internal Quantum Efficiency:IQE)を算出できることを発見した。また,GaN結晶のIQEを指標とすることで,結晶の品質を定量的に評価する手法としてODPL測定法を確立した。

今回,積分球を用いてGaN結晶から全方向に放出されるPLの強度を正確に測定するとともに,独自の情報処理技術により,測定結果からIQEを自動で算出するソフトウエアを新たに開発することで,ODPL測定法を利用しGaN結晶の品質を定量的に評価する装置の開発に成功した。

また,光学部品の配置を最適化し,積分球や分光器,光学系など,装置の構成部品をコンパクトにまとめるとともに,新開発のスライド式サンプルホルダにより結晶をセットしやすくした。

この製品により,ODPL測定法を利用したGaN結晶の品質の定量評価を実現し,品質向上に向けた研究開発の効率を高めることができるとする。今後,この製品の拡販により,GaN結晶の品質評価手法としてODPL測定法の業界標準化を図る。また,将来の量産ラインでの効率的な品質検査に向け,大型のGaN結晶ウエハーに対応した装置の開発を進める。なお,販売目標台数は,初年度6台/年,3年後に14台/年としている。

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