| 研究課題/領域番号 |
10650015
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
大嶋 隆一郎 大阪府立大学, 先端科学研究所, 教授 (50029469)
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| 研究分担者 |
堀 史説 大阪府立大学, 先端科学研究所, 助手 (20275291)
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| キーワード | シリコン / 結晶欠陥 / 急冷組織 / 高分解能電顕 / 微細双晶 / 格子間原子集合体 / 原子空孔集合体 / 積層欠陥 |
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| 研究概要 |
シリコンを一部または完全融解状態から以下のような2通りの方法で急冷処理を行い、導入された結晶欠陥の電子顕微鏡観察、解析を行った。(1)赤外線加熱装置を組み込んだ急速、急冷装置を作製し、真空中で急速融解後、急冷処理、(2)冷陰極電子銃を備えた電子顕微鏡内で超高温用試料ホルダーを用いた融解挙動の高分解能電顕観察を行い、さらに高温域における欠陥形成の直接観察と急冷後の組織観察。
試料に関しては、これまでの観察は主として含有酸素濃度の低いFZ-Siについて行ってきたが、今回は一般の半導体デバイスに用いられているCZ-Siについての観察も行った。急冷装置によって得られた急冷試料中には前回までの観察と同様の微細{111}双晶帯、extrinsic型{111}積層欠陥の形成が観察された。さらに転位ループ及びまだ本性が確認できていない多数の微小欠陥クラスターの形成が認められる。一方、融解のその場観察においては融点近傍の温度域の固-液界面付近で複数の{111}面のせん断変形による{111}微細双晶の形成を初めて確認した。さらに中温域での電子線照射等の際に形成される{113}欠陥と同様の微小欠陥が融点近傍の固相中に形成されることを見いだした。この欠陥は格子間原子のクラスタリングによるものと考えられる。一方では急冷試料中には空孔の集合体の可能性を示唆する微小欠陥の形成も確認できた。総合的に考察するとシリコンの高温域では格子間原子と原子空孔が形成され、両者の離散集合によって複雑な欠陥形成が生じていると結論出来る。これらの結果はバルク観察結果とよく対応している。
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