研究課題
基盤研究(C)
1.As-grown結晶中の窒素単量体の量を、単量体によるシャローサーマルドナーの電子準位測定と本研究で発見した局所振動による赤外吸収とにより見積もった。また析出量をSIMSによる評価と赤外吸収による溶存窒素濃度、放射化分析による全濃度との比較により見積もった。熱処理による単量体から二量体への変化は検出できなかった。2.窒素濃度測定法2.1.低濃度結晶中の窒素単量体については、対応すると見られる局在振動による赤外吸収ピークを発見したので、他の方法は不要となった。この窒素酸素対に格子間酸素を伴う構造からの可能性がある新しい複数のピークの濃度依存性・温度依存性を詳細に調べた。また国内の協力者と試料を交換しシャローサーマルドナー濃度の窒素濃度依存性と比較し、窒素酸素対の濃度を測定できる見通しを得た。国内協力者が熱処理によるドナーの変化を詳細に調べたので、赤外振動による赤外吸収との対応付けをした。赤外スペクトル処理法として従来の直線べースラインに代わる格子振動吸収フィッティング法を提案し、高精度化の効県を確認した。測定精度に対する試料温度の影響を明らかにした。ドイツの海外共同研究者の元で試料を測定し試料交換機法の効果を確認した。英国の海外共同研究者と理論計算の結果について討論した。2.2.SIMS分析では、国内の協力研究者と協力して、濃度の深さ分布プロファイルに現れる析出物によるスパイクを用いて析出窒素量を見積もり、妥当な値を得た。他の協力者とも相談して、析出物濃度の測定法として規格に含ませることとした。2.3.放射化分析では、湿式分析における条件を確立し、乾式法や他の分析法との整合性を確認した。放射化分析法による半導体結晶中の不純物分析法としては初めての測定法規格を制定できる見通しを得た。2.4.赤外吸収、SIMS,放射化分析により同一の起源の試料をそれぞれ複数の機関で分析し、方法間の一致、機関間の一致が満足できることを確認した。これにより濃度1x10^<14>/cm^3以上に対する測定法を確立でき、規格化の基礎を得た。3.以上の新しい方法を炭素濃度および炭素・酸素濃度対の測定法に適用できるか検討した。海外の研究協力者や国内の利用者の試料を測定して検出限界が1x10^<14>/cm^3に達することを明らかにした。
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