開発に成功した小型軽量化した装置（提供：産業技術総合研究所）
（独）産業技術総合研究所は7月3日、真空容器などを製造販売する理工貿易（株）と共同で約10兆分の1気圧、最高900℃という超高真空・高温環境下で電子材料や素子の特性を調べるための小型装置を開発したと発表した。情報処理機器の高機能化、高速化、省エネ化に必要なダイヤモンドや炭化ケイ素などの新半導体材料を用いた電子素子の開発に欠かせない極限環境下での特性試験に威力を発揮すると期待している。
■新電子素子開発に威力
開発したのは、試料温度可変小型超高真空プローバ装置と呼ぶ試料台。真空容器中で電子素子などの試料位置を3次元的に制御しながら特性を調べるための作業台で、約10兆分の1気圧（1億分の1パスカル）という超高真空と、マイナス123℃～900℃までの極限環境を実現できる。2.5cm角、厚さ1.3cmの大きさの試料まで調べられる。
試料の加熱方式として白金合金などの貴金属を耐熱セラミック材料中に埋め込んだヒーターを採用、さらにヒーター表面に高融点金属膜を形成するなどの工夫をして厳しい温度環境を実現できるようにした。タングステンなどの金属フィラメントに電流を流して加熱・輻射熱を使う従来方式では、熱電子が放出されて微小電流の測定が困難だった。このため従来は、10万分の1パスカル程度の真空とマイナス20℃～150℃までの環境を実現するのが限界だった。
また、従来の装置が70cm角で数百kgある大型だったのに対し、新装置は30cm角で10数kgと大幅な小型軽量化にも成功した。試料と計測用の探針の相互位置を真空容器の気密性を保ちながら3次元制御する技術を新たに工夫することで実現できた。小型化によって既設の試料作成装置の一部に試料台を組み込み、試料を大気中にさらすことなく試料台に移動してその場で評価することも可能になったという。
今後は試料台を水平方向に動かす機構を加え、より大面積の半導体ウエハー試料に対応できるようにするなど、さらなる高度化を進める予定だ。
