2002 Fiscal Year Annual Research Report
X線CTR散乱測定法による半導体中の不純物分布の原子層レベル解析
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14550007
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
田渕 雅夫 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (90222124)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大渕 博宣 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (40312996)
藤原 康文 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (10181421)
竹田 美和 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20111932)
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| Keywords | X線CTR散乱 / 放射光 / 不純物原子 / 薄膜多層構造 / 半導体ヘテロ構造 / 界面構造 / 原子層単位 / 相互拡散 |
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| Research Abstract |
X線回折測定の一種であるX線CTR散乱法を応用して、半導体中の不純物分布を原子層単位で測定する技術を確立することが本研究の目的である。とくに、半導体で重要な薄膜多層構造、ヘテロ接合構造を形成した際に結晶中で不純物原子が界面を越えてどの様に拡散・分布するかを原子層単位で計測可能とすることが本研究の大きな目的である。
この目的のために、本年度においては、まず第一に、基礎的なシミュレーションをより詳細に進め不純物原子分布をより感度良く測定できる測定条件等の検討を行なった。基本的な考え方は、試料中に含まれる元素に合わせて測定波長を変化させることで、異常散乱の効果を利用とするもので、まず第一に検討したのは、散乱因子の実部の変化に着目し、相対的に母体元素の散乱を小さくし、不純物元素の散乱を大きくする方法である。また、同時に散乱因子の虚数項の変化の利用も検討した。虚数項の変化はX線回折測定では、結晶格子内で原子位置が移動することと同じ効果をもたらすので、結晶の構造因子が変化する。この構造因子の変化をとらえる方法を検討した。以上二つの方法を検討した結果、少なくとも10^19cm^<-3>台の濃度を持つ不純物の検出は可能だという結論を得た。
こうした、検討と並行して、実際にその測定を行なうための測定系の構築も並行して進めた。装置としては、放射光源の利用できるラインに設置可能な様に設計し、高精度の測定系のアライメントが簡便にできるシステムや測定系調整手続きの開発を進めた。この結果、装置は基本的は稼働し、X線CTR散乱測定に使用可能な状況になった。
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[Publications] M.Tabuchi, M.Araki, Y.Takeda: "Thermal stability of GaAs/InAs/GaAs heterostructure studied by X-ray crystal truncatiojn rod scattering measurements"Japan Journal of Applied Physics. 41. 1090-1093 (2002)
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[Publications] M.Tabuchi, Y.Takeda, H.Amano, I.Akasaki, 他: "Atomic scale characterization of GaInN/GaN layers grown on sapphire substrates with low-temperature deposited A1N buffer layers"Journal of Crystal Growth. 237-239. 1133-1138 (2002)
