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赤外線散乱法による半導体結晶内の欠陥の検出と評価

研究課題

研究課題/領域番号 04402018
研究種目

一般研究(A)

配分区分補助金
研究分野 応用物性
研究機関学習院大学

研究代表者

小川 智哉  学習院大学, 理学部, 教授 (50080437)

研究分担者 馬 敏雅  学習院大学, 理学部, 客員研究員 (60255263)
楢岡 清威  学習院大学, 理学部, 客員研究員
雄山 泰直  学習院大学, 理学部, 助手 (20265573)
坂井 一文  学習院大学, 理学部, 助手 (40205703)
研究期間 (年度) 1992 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
17,400千円 (直接経費: 17,400千円)
1994年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1993年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
1992年度: 10,300千円 (直接経費: 10,300千円)
キーワード光散乱 / トモグラフィー / 光散乱トモグラフィー / シリコン単結晶 / 砒化カリュゥム単結晶 / セレン化亜鉛単結晶 / 格子欠陥 / 転位組織 / シリコン・ウエハ- / 赤外線 / イントリンシック・ゲッタリング / Light Scattering / Defects in Crystals / Semiconductors / Characterization / 赤外線散乱 / Brewster角照明 / 半導体ウエハー / 非破壊検査 / 非接触検査 / 結晶欠陥
研究概要

直接遷移型半導体のGaAs結晶とZnSe結晶内の欠陥を光散乱トモグラフィーで観察した。
(1)前者では1-1)EL2と通称されている深い準位が、赤外線散乱トモグラフィーで明瞭に検出できること。1-2)EL2は1μm近傍の赤外線領域で、散乱も吸収もEL2準位にトラップされている電子の共鳴によって生ずること。1-3)GaAs結晶に赤外光を重ね合わせて照射すると、EL2準位にある電子数が変化するため、EL2で散乱される赤外線レーザーの強度が変化すること、などを確認し実証した。
(2)ZnSe結晶は、青色レーザー用材料として、現在、注目されている。2-1)国産のZnSe結晶をラマン散乱トモグラフィーで観察したところ、双晶が沢山存在することが判った。これは青色レーザー用材料としては不適格なので、2-2)ロシアから気相で成長したZnSe結晶を輸入した。この結晶には双晶は無かったが、新たにdislocation wallと命名した複雑な転位組織が存在することを見付けた。目下、2-3)熱処理、外部応力印加などによって転位組織がどのように変化するかを検討中である。
(3)半導体の本命はシリコン単結晶である。Cz-Siウエハ-の鏡面研磨面直下にある欠陥を検出するため、まず、3-1)Brewster角照明法、すなわち、照明光をp偏光とし、これをBrewster角で入射して、エウハ-表面での反射を無くすると、表面下の欠陥が検出できること。3-2)さらに明瞭に、かつ、感度よく欠陥を検出するため、光がウエハ-鏡面の内側で全反射するようにdenuded zoneを通してレーザーを入射した。この方法では、欠陥で散乱した光のみが鏡面を通して外に出て来るので、鏡面研磨直面下にある極微小欠陥と格子間酸素を高いコントラストで検出できる事、などを確認した。

報告書

(4件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (36件)

  • [文献書誌] 小川智哉: "Piled up dislocations in vapour phase grown ZnSe crystals" Philosophical Magazine. (in press). (1995)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小川智哉: "Defects in β-BaB203(BBO)crystals observed by laser scanning tomography" J.Crystal Growth. 141. 393-398 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小川智哉: "Effect of human blood addition on dendritic growth of cupric chloride crystals in aqueous solutions" J.Crystal Growth. 142. 147-155 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小川智哉: "Characterization of GdBa2Cu307 superconducting thin films by a new optical interference fringe method" J.Materials Science. 29. 3702-3704 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小川智哉: "Crystal perfection and detection of defects just under wafer surfaces of semiconducting and insulating materials" Institute of Physics,Conference Series. 135. 127-130 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小川智哉: "Characterization of interface and surface structures by ultra-thin film interference fringes" Institute of Physics,Conference Series. 135. 267-270 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小川智哉: "Materials and Process Characterization for VLSI '94" Asia-Pacific Microanalysis Association, 583 (1994)

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  • [文献書誌] Ma & Ogawa: "Piled-up dislocation in a vapor phase grown ZnSe crystals observed by light scattering tomography" Phil. Mag.(in press). (1995)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogawa: "Detection of defects near a wafer surface by Brewster angle illumination" "Materials and Process Characterization for VLSI,1994" ed. by X.F.Zong, M.K.Balaz & J.J.Wang, Asia-Pacific Microanalysis Association, Shanghai, China. 34-38 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shibata & Ogawa: "Effect of human blood addition on dendritic growth of cupric chloride crystals in aqueous solutions" J.Crystal Growth. 142. 147-155 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mai & Ogawa: "Characterization of GdBa2Cu307 superconducting thin films by a new optical interference fringe method" J.Materials Science. 29. 3702-3704 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tan & Ogawa: "Defects in beta-BBO (beta barium borate) crystals observed by laser scanningtomography" J.Crystal Growth. 141. 393-398 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nango & Ogawa: "Crystal perfection and detection of defects just under wafer surfaces of semiconducting and insulating materials" Inst. Phys. Conf.Ser.No.135. 127-130 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lu & Ogawa: "Characterization of interface and surface structures by ultra-thin film interference fringes" Inst. Phys. Conf. Ser.No.135. 267-270 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lu & Ogawa: "Effect of surface structure upon ultra-thin interference fringes" J.Materials Research. 8. 2315-2318 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogawa: "Characterization of dielectric crystals by light scattering tomography" Ferroelectronics. 142. 19-29 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogawa: "Light scattering tomography to evaluate and characterize crystals" "From Galileo's OCCHIALINO to Optoelectronics" ed. by P.Mazzoldi World Science, Singapore. 578-585 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ataka & Ogawa: "Nucleation and growth of oxide precopitates in CZ-Si wafers" J.Materials Research. 8. 2889-2892 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogawa: "Optical characterization of silicon wafers for ULSI" Materials Sci. & Eng.B20. 172-174 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakai & Ogawa: "A study on IR light intensities scattered from defects in an In-doped LEC GaAs crystalsas functions of wavelength and intensity of bias light superposed on the defects." Jpn. J.Appl. Phys.31. 2945-2948 (1992)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakai, Kondo & Ogawa: "Raman scattering tomography studies on semiconductors" Semicond. Sci. Technol.7. A279-A282 (1992)

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小川智哉: "Effect of surface structures upon ulta-thin interference fringes" J. Materials Reearch. 8. 2315-2318 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 小川智哉: "Characterization of dielectric crystals by light scattering tomography" Ferroelectronics. 142. 19-29 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 小川智哉: "Nucleation and growth of oxide precopitates in CZ-Si wafers" J.Materials Research. 8. 2889-2892 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 小川智哉: "A phenomenological study on crystal growth from aqueous solution" Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials. 25. 51-101 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 小川智哉: "Optical characterization of silicon wafers for ULSI" Materials Science & Engineering B. 20. 172-174 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 小川智哉: "Characterization of extremely thin epitaxial layers and films by new interference fringes" J.Materials Research. 7. 2182-2185 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 小川智哉 編著: "朝倉書店" 結晶評価技術ハンドブック. 1092 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.Sakai et al and T.OGAWA: "IR light intensities scattered from defects in an In-doped LEC GaAs crystals as functions of wave length and intensesy of bias light superposed on the defects" Japanese J.Applied Pgysics. 31. 2945-2948 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Lu Taijin et al and T.OGAWA: "characterization of extremrly thin epitaxial layers and films by new interference fringes" Journal of Materials Research. 7. 2182-2185 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Li Lian et al and T.OGAWA: "In situ observation of subcritical crystalline particles and their behavior on growthg of KDP crystals from aqueous solution by light scattering technique" Journal of Materials Research. 12. 3275-3279 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] T.OGAWA et al: "Opsical characterization of Si wafers" Materials Science and Engineering. (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] T.OGAWA: "A pghenomenological study on crystal growrh from aqueous solutions" Progress in Crystal Growth and Cgharacterization of Materials. (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 陸太 進他,小川 智哉: "超薄膜干渉縞およびそれによる半導体薄膜の評価" レーザー科学. 14. 70-73 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 小川 智哉,編集主任分担執筆: "結晶評価技術ハンドブック" 朝倉書店, (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 小川 智哉,分担執筆: "結晶成長ハンドブック" 共立出版社, (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2016-04-21  

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