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本年度は、p-n接合試料のSTEM-EBIC観察のための薄片化法の検討と同期検出によるEBIC像の観察を行った。STEM-EBIC像観察は断面方向から行う。このためには、通常の断面TEM試料のような薄片化試料からEBIC電流を取り出す必要がある。新たな試料取り付けジグを考案することで、ハンドリングの過程で試料を破損することの少ない薄片化法を開発した。これにより通常の断面TEM試料作製と変わらない時間でEBIC用の試料作製が出来るようになった。
STEM-EBIC像の観察はn型のシリコンにp型不純物をイオン注入したテスト用のp-n接合試料を用いて行った。観察には加速電圧200kVでLaB6フィラメント搭載の通常の走査型透過電子顕微鏡を用いた。予想される通り、試料厚みが薄くなると拡散の効果が抑えられ、空乏層に対応するEBIC信号の幅が狭くなった。試料厚みが0.1μm程度以下になるとEBIC信号が弱くなり、通常のEBIC観察ではノイズの比率が高くなった。同期検出の方法ではノイズの比率が小さくなり、同期検出の効果を確認することが出来た。EBIC像の解釈のためにEBIC電流のシミュレーションを行っている。2次元のモデルを用いて電子、ホールに対する連続の式とポアソンの式を連立し、有限要素法を用いてEBIC電流を求めた。まだ検討の途中であるが、表面再結合および表面近くにあるp型層がEBICのプロファイルに強く影響することが実験との比較より分かった。来年度は実験像とシミュレーションを比較してこの手法の可能性を検討し、実デバイスへの応用を目指す予定である。
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