2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Local Semiconductor Crystalline Quality Estimation Method by Electron Back Scatter Diffraction
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16K13675
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
花房 宏明 広島大学, 先端物質科学研究科, 助教 (70630763)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 菊池線 / 欠陥密度分布 / 結晶欠陥 / 結晶の均質性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高い空間分解能を有する走査型電子顕微鏡(SEM)と結晶方位解析に用いられる電子線後方散乱回折法(EBSD)を組み合わせたSEM-EBSD法により取得できる菊池線パターンを解析することでマイクロからナノメートルオーダーの高い空間分解能を有しつつ広範囲の面内結晶性の情報が得られる新たな評価法開発に挑戦し、これまでに理論モデルの構築と実サンプルの間で比較・検証を進めてきた。
前年度では実際のサンプルに対して欠陥量と結晶均質性を意図的に制御したサンプルを作製して実際のサンプルと理論モデルの検証を進めたところ、導入した欠陥量の水準に依存した菊池線パターンのコントラストが推移することを確認したが、理論モデルと実測定の菊池線パターンの回折強度に大きな差があることが判明した。
そのため、菊池線パターンの生成モデルの再検証を行った。電子線の回折強度は結晶構造因子とラウエ関数の積で表されることからX線回折と同様に回折強度の変化は結晶子サイズに依存すると考え、ラウエ関数を結晶子サイズ用いて仮定し、新たに結晶サイズと結晶面に含まれる空孔面密度の関係を導入し、シミュレーションを行った。また実際のサンプルとの間で比較を行った。
欠陥密度に対する回析強度のシミュレーション結果と実際のサンプルから得られた測定結果の比較から、欠陥密度の増大に伴い菊池線パターンの強度が弱まり、結晶面に対応した菊池線バンドが順に消失していくことがシミュレーションから予測され、イオン注入したサンプルの測定結果からも同様に回析強度の低下と菊池線バンドが消失していくことが観測された。欠陥密度の変化に対する菊池線パターンの変化とシミュレーションが良く相関することが明らかとなった。以上のことから、菊池線パターン解析を基にした本提案法が新しい結晶性評価手法となりうる可能性が示唆された。
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