非接觸式半導體薄膜電性即時評估模型,無需電極製程與複雜計算

 

刊登日期:2026/3/13
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大阪大學與NIPPO PRECISION共同開發出一項能以非接觸、非破壞且即時評估半導體薄膜電氣特性的解析模型。研究團隊發現了可由光的反射係數直接導出薄膜面傳導度的解析式,成功省略既有方法中不可或缺的電極製作流程與繁複的數值分析,大幅降低材料損傷與污染風險。
 
在次世代半導體與先進機能材料開發方面,電氣特性的準確評估不可或缺。然而,既有電性量測大多須形成電極,不僅製程繁瑣,也可能影響材料本質。近年雖逐步導入以兆赫波為基礎的非接觸光學評估技術,但在超薄膜或多層結構中,往往需要高度複雜的數值計算,因而限制了實用性。
 
針對此一課題,大阪大學研究團隊提出了一項全新物理近似觀點:當半導體薄膜厚度遠小於兆赫波之波長時,可將其視為「厚度為零、僅在界面流動電流」的結構。研究團隊將薄膜內的多重反射光等效視為界面電流,回歸電磁學基本原理,重新推導反射係數的理論表達式,進而建立簡潔且直觀的解析模型。
 
透過此模型,研究團隊可直接由兆赫波反射係數快速萃取薄膜的電氣特性,即使在外加磁場條件下的半導體薄膜分析,也能大幅簡化流程。實證中,此方法成功應用於n型與p型砷化鎵(GaAs)薄膜,量測結果亦與既有接觸式評估方法完全一致,驗證了模型的高度準確性與可靠性。此一研究成果不僅為超薄半導體與先進機能材料提供嶄新的電性評估手段,亦將可望成為加速次世代電子與光電元件研究開發的重要基礎技術。

資料來源: https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00772329
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