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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

研究課題

研究課題/領域番号 14550007
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

田渕 雅夫  名古屋大学, 工学部, 助教授 (90222124)

研究分担者 大渕 博宣  名古屋大学, 工学研究科, 助手 (40312996)
藤原 康文  大阪大学, 工学研究科, 教授 (10181421)
竹田 美和  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20111932)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2002年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワードX線CTR散乱測定 / 不純物原子分布 / 原子層単位の原子分布 / 放射光 / 可搬な測定系 / X線散乱の計算機シミュレーション / アライメント調整法の確立 / In原子の拡散 / X線CTR散乱 / 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
研究概要

半導体を利用したデバイスは微細化の一途を辿っており、膜厚や機械的な形状だけではなく、内部の不純物レベルの濃度プロファイルもまた同じ精度で制御される必要がある。これを制御するには、原子層の単位で原子物濃度プロファイルを測定する技術を確立する必要がある。そこで本研究では、X線回折測定の一種であるX線CTR散乱法を応用し、「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」を目的とした。
研究の始点として、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を検討した。また、不純物レベルの原子分布を測定するためにはより高強度のX線源を必要とする。従来より測定には放射光を利用しているが、少しでも強い放射光が利用できるビームラインを少しでも長い時間利用する必要がある。
そこで、X線CTR散乱測定に必要な測定系のうち、X線源部分を除いた「試料回転系(ゴニオメータ)とX線回折強度測定系」のみを独立させて小型にまとめた装置を作製し、可搬なものとすることで強力なX線源が利用可能な機会を無駄なく利用できるようにした。
一方で、この様な可搬な装置は、移動のたびに、アライメントを高い精度で合わる必要がある。これに必要な時間を短縮するため、測定系のアライメントをとる操作が簡便にできるシステムやそのための手続きの開発も重要であった。
平成14年度は、この様な基礎的な環境を整えることを中心に力をを費やした。
平成15年度には、実際の測定を試みた。測定は、従来測定していた半導体ヘテロ接合系から出発し、1MLレベルの薄膜の測定、更にはGaAs表面からInを拡散させた系の測定を試み、これに成功した。今後は、より低い濃度の原子分布の測定を実現するため、測定法・解析法を改良していく予定である。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (8件)

  • [文献書誌] M.Tabuchi, H.Kyouzu, M.Takemi, Y.Takeda: "Composition dependences of InP/InGaAsP/InP interface structures analyzed by X-ray CTR scattering measurements"Appl.Surf.Schi. 216. 526-531 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Tabuchi, M.Araki, Y.Takeda: "Thermal stability of GaAs/InAs/GaAs heterostructure studied by X-ray crystal truncatiojn rod scattering measurements"Jpn.J.Appl.Phys. 41. 1090-1093 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Tabuchi, H.Kyouzu, M.Takemi, Y.Takeda: "Composition dependence of InP/GaInAsP/InP interface structures analyzed by X-ray CTR scattering measurements"Applied Surface Science. 216. 526-531 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Tabuchi, M.Araki, Y.Takeda: "Thermal stability of GaAs/InAs/GaAs hetero-structure studied by X-ray CTR scattering measurements"Japan Journal of Applied Physics. 41. 1090-1093 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Tabuchi, H.Kyouzu, M.Takemi, Y.Takeda: "Composition dependences of InP/InGaAsP/InP interface structures analyzed by X-ray CTR scattering measurements"Appl.Surf.Schi. 216. 526-531 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Tabuchi, M.Araki.Y.Takeda: "Thermal stability of GaAs/InAs/GaAs heterostructure studied by X-ray crystal truncatiojn rod scattering measurements"Jpn.J.Appl.Phys. 41. 1090-1093 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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