1991 Fiscal Year Annual Research Report
回折結晶学的手法による半導体中の点欠陥集合体の構造解析
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03680047
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
竹田 精治 大阪大学, 教養部, 助教授 (70163409)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武藤 俊介 大阪大学, 教養部, 助手 (20209985)
平田 光兒 大阪大学, 教養部, 教授 (00029638)
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| Keywords | シリコン / 電子線電射 / イオン電射 / ロッドライクディフェクト / 電子顕微鏡 / 点欠陥 |
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| Research Abstract |
シリコン単結晶中には点欠陥やその集合体が不可避的に存在している。これら格子欠陥を原子レベルで生御して、極微細な半導体素子を製造することが大変重要な課題となっている。そのために、これら格子欠陥の構造を原子レベルで明らかにしておくことは必要であるが、従来、信頼できる実験デ-タは少なかった。本研究ではシリコン結晶中の点欠陥の集合構造を電子回折あるいは高分解能透過電子顕微鏡法で明らかにすることを目的とした。以下にその成果を列記する。
1.シリコンの(113)面欠陥の構造解析
この面欠陥はシリコン結晶にイオンを注入したり、あるいは電子線の照射により誘起される。シリコンの酸化物あるいは格子間原子の集合であるなど諸説があったが、その原子配列は確定していなかった。本研究により、その構造をほぼ明らかにできた。これはシリコンの格子関原子により結晶内に誘起される格子の再構成であった。
2.シリコン中の水素集合体の構造
シリコン結晶内の不純物を電気的に不活性とするために意図的に水素を注入することがある。不純物原子の空いた結合手に水素原子が付着して目的が達成される反面、水素原子が結晶内で凝集していまう場合もある。この凝集構造について本研究では従来と異なる新しい構造模型を提案した。
以上のように、回折結晶学的手法が半導体の点欠陥集合構造の研究に大きな役割を果たすことを具体的に明かにできた。今後はこの手法をシリコン以外の半導体結晶に適用させ、さらに研究を進めたい、一方、得られた欠陥構造のモデルについてエネルギ-計算を行い、異なる角度から欠陥構造モデルを評価することで、半導体の格子欠陥についての「信頼できる構造デ-タ」を得るべく研究を行なう。
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[Publications] S.Takeda: "An Atomic Model of ElectronーIrradiationーInduced Defects on {113}in Si" Japan.J.Appl.Phys.30. L639-L642 (1991)
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[Publications] S.Takeda,M.Hirata,S.Muto,G.C.Hua,K.Hiraga&M.Kiritani: "HRTEM observation of electronーirradiationーinducod defects penetrating through a thin thin foil of germanium" Ultramicroscopy. 39. 180-186 (1991)
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[Publications] S.Takeda,S.Muto&M.Hirata: "Atomic Structure of the Intersitial petects in ElectronーIrradiated Si and Ge" Proc.16th Int.Conf.on Defects in Semiconductors Lehigh Universith,July,1991. (1991)
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[Publications] S.Muto,S.Takeda,M.Hirata&T.Tanabe: "Structure of hydrogenーinduced planar defect in Si by highーresolution electron microscopy" J.Appl.Phys.70. 3505-3508 (1991)
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[Publications] 竹田 精治: "Si結晶中の格子面再配列:{113}面欠陥の原子配列" 日本結晶学会誌. 33. 333-338 (1991)
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[Publications] S.Muto,S.Takeda,M.Hirata,K.Juji&K.Ibe: "Structure of Planar Aggregates of Si in Heauily SiーDoped GaAs" Phitosophical Magazine A.
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[Publications] 日本電子顕微鏡学会関東支部編 竹田 精治(分担執筆): "先端材料評価のための電子微顕鏡技術" 朝倉書店, 382 (1991)
