三次元赤外光弾性CT法を用いた大口径半導体結晶塊中の残留歪みの非破壊評価

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555004
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 山田 正良 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (70029320)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 龍見 雅美 住友電気工業株式会社, 伊丹研究所, 所長(研究職) ; 福澤 理行 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助手 (60293990)
• Keywords: 半導体 / 赤外光弾性 / 非破壊評価 / 残留歪み

Research Abstract

1.光学防振台上に、半導体励起固体レーザー、回転偏光子、試料用X-Zステージ、回転検光子、赤外光検出器を組付け、三次元赤外光弾性CT装置の光学系を設計し、試作した。なお、X-Zステージには回転ステージも取付けられるようにした。これにより、円筒形試料の半径方向からと結晶成長軸であるZ軸方向から赤外レーザー光線を入射できる構造とした。回転偏光子、回転検光子、X-Zステージ、回転ステージをコンピュータ指令により動作させるための制御回路と回転検光子を通過する透過光を赤外光検出器で検出し、コンピュータにディジタルデータとして取込むための電子回路を設計した。
2.ステージを2次元的に走査させながら、亦外光検出器からの透過光をディジタル測定できるソフトウェアを開発し、三次元赤外光弾性CT装置の試作を行った。また、X-Z走査と回転-Z走査により測定できる残留歪みにより生じる微小な複屈折を疑似的に三次元表示できるソフトウェアを開発した。
3.通常のLEC法で成長した3インチGaAs単結晶インゴットを円高研削加工した後、表面をエメリーペーパーで研磨した円筒形試料を作製した。試作した三次元赤外光弾性CT装置を用いて、このGaAs円筒形試料の残留歪みにより誘起されている複屈折の測定を試みた結果、試作した装置は充分に感度が高く、三次元赤外光弾性測定ができることを示した。
以上の研究結果から、本研究が目的としている三次元赤外光弾性測定ができる目処をつけたが、大口径半導体結晶インゴットにも対応できるように、上記のようにインゴットを上下に移動させるのではなく、インゴットは回転させるだけで、光学系を上下移動させる構造の実用的な三次元赤外光弾性CT装置の開発が今後必要である。

Research Products

• [Publications] 儲 涛, 山田正良: "LEC-GaAs単結晶インゴットの疑似三次元赤外光弾性評価"第62回応用物理学会学術講演会講演予講集. No.1. 11a-S-4 (2001)
• [Publications] M.Yamada, T.Chu: "Pseudo-three-dimensional photoelastic characterization of LEC-GaAs single crystal ingots"Proc. of the 28th Int. Symp. On Compound Semiconductors, Tokyo/Japan. 19 (2001)