JP2002141386A - Method for measuring dislocation density - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for nondestructively, quickly and easily measuring a dislocation density in an epitaxial crystal covering a high density to a low density. SOLUTION: The epitaxial crystal is irradiated with the laser beam of a wavelength shorter than the wavelength corresponding to the crystal composition, and the in-plane distribution of the peak intensity of obtained photoluminescence light is measured. From the number (n) of an area (dark spot or dark line) where the intensity is especially weak and a measuring area (S cm2), the dislocation density (N cm-2) is calculated by the following equation (I), N=n/S (I).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エピタキシャル結
晶中の転位密度の測定方法に関する。ＧａＡｓ、Ｉｎ
Ｐ、Ｓｉ、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ等の基板上にエ
ピタキシャル成長した化合物半導体結晶中に存在するの
結晶欠陥の一つである転位の密度を測定する方法に関す
るものである。The present invention relates to a method for measuring dislocation density in an epitaxial crystal. GaAs, In
The present invention relates to a method for measuring the density of dislocation, which is one of the crystal defects present in a compound semiconductor crystal epitaxially grown on a substrate such as P, Si, sapphire, SiC, and GaN.

【０００２】[0002]

【従来の技術】半導体結晶を加工して得られるデバイス
の特性は、結晶中に含まれる転位によって大きく影響を
受けることが知られている。例えば、発光デバイスでは
光出力の劣化と転位とが密接に関係し、また電子デバイ
スでは、逆方向耐圧、リーク電流、信頼性等の特性と転
位とは密接に関係していることが知られている。結晶中
の転位密度を、デバイス特性に影響出ないレベルまで減
らすことは、非常に重要な結晶成長技術上の課題であ
る。2. Description of the Related Art It is known that the characteristics of a device obtained by processing a semiconductor crystal are greatly affected by dislocations contained in the crystal. For example, it is known that, in a light emitting device, the degradation of light output is closely related to dislocations, and in an electronic device, characteristics such as reverse breakdown voltage, leak current, and reliability are known to be closely related to dislocations. I have. Reducing the dislocation density in a crystal to a level that does not affect device characteristics is a very important crystal growth technology challenge.

【０００3】しかしながら、結晶中の転位を測定するの
は容易ではなく、これまでいくつかの方法が知られてい
るが、以下のような問題点があった。透過型電子顕微鏡
（ＴＥＭ）観察法は、転位を直接観察でき、転位のキャ
ラクタリゼーションまで可能な有用な測定方法である
が、観察可能な範囲が狭い、破壊検査である、観察試料
作製に熟練と時間を要す、転位密度の小さな試料の観察
が困難である等の問題点があった。However, it is not easy to measure dislocations in a crystal, and several methods have been known so far, but have the following problems. The transmission electron microscope (TEM) observation method is a useful measurement method that enables direct observation of dislocations and enables characterization of dislocations. However, the observation range is narrow, and destructive inspection is required. There are problems that it takes time and that it is difficult to observe a sample having a small dislocation density.

【０００4】Ｘ線トポグラフ法も転位を直接観察でき、
転位のキャラクタリゼーションまで可能な有用な測定方
法であるが、測定に熟練を要する、測定に時間がかか
る、転位密度が比較的高い場合には適用が困難である等
の問題があった。[0000] X-ray topography can also directly observe dislocations,
Although this is a useful measurement method that can be used for characterization of dislocations, it has problems such as requiring skill in measurement, time-consuming measurement, and difficulty in application when the dislocation density is relatively high.

【０００5】エッチピット計数法は、結晶表面に達した
転位の末端部の位置に特殊な薬液（エッチャント）を利
用してエッチピットを形成させ、その数を計数すること
により転位密度を測定する方法であるが、エピタキシャ
ル結晶組成に応じてエッチャントの調整が必要であるた
め、その条件の探索に手間がかかる、結晶が化学的に安
定な場合には有効なエッチャントが無いので適用できな
い、転位密度が比較的高い場合には適用が困難である、
破壊検査である等の問題があった。The etch pit counting method is a method of measuring the dislocation density by forming etch pits using a special chemical (etchant) at the terminal positions of dislocations that have reached the crystal surface and counting the number thereof. However, since it is necessary to adjust the etchant according to the epitaxial crystal composition, it takes time to search for the condition.If the crystal is chemically stable, there is no effective etchant, so it cannot be applied. Difficult to apply if relatively high,
There were problems such as destructive inspection.

【０００６】カソードルミネッセンス（ＣＬ）法は、電
子線照射により発生するルミネッセンス光の強度が転位
の周辺で弱くなることを利用し、ルミネッセンス強度の
マッピングから強度の弱い領域（ダークスポットまたは
ダークライン）の数を計数することにより転位密度を測
定方法であるが、走査型電子顕微鏡の中に試料を入れる
ため通常は試料分割する必要があり破壊検査となる、狭
い範囲しか観測できない、転位密度が比較的低い場合に
は適用が困難である等の問題があった。[0006] The cathodoluminescence (CL) method utilizes the fact that the intensity of luminescence light generated by electron beam irradiation is weakened around dislocations. It is a method of measuring the dislocation density by counting the number, but it is usually necessary to divide the sample because it is placed in a scanning electron microscope, which is a destructive inspection, only a narrow range can be observed, the dislocation density is relatively high When it is low, there are problems such as difficulty in application.

【０００７】このように、従来知られている方法では、
１つの方法で転位密度の高い領域から低い領域までをカ
バーすることが出来ない、簡便に非破壊で測定すること
ができないといった問題点があり、これらの問題点を克
服することが望まれていた。As described above, in the conventionally known method,
There is a problem that it is not possible to cover from a region with a high dislocation density to a region with a low dislocation density by one method, and it is not possible to simply and non-destructively measure, and it has been desired to overcome these problems. .

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
問題点に鑑みなされたものである。すなわち本発明の目
的はエピタキシャル結晶中の転位密度の測定を、高い密
度から低い密度までカバーでき、非破壊で迅速かつ簡便
に行う方法を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a method which can cover the dislocation density in an epitaxial crystal from a high density to a low density, and is nondestructive, quick and simple.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、エピタキ
シャル結晶中の転位密度の測定方法に関して、種々検討
を重ねた結果、フォトルミネッセンス法を採用すること
により、転位密度の測定が、高い密度から低い密度まで
カバーでき、しかも非破壊で迅速かつ簡便に行えること
を見い出し、本発明に至った。The present inventors have conducted various studies on a method for measuring the dislocation density in an epitaxial crystal. As a result, the adoption of the photoluminescence method has made it possible to measure the dislocation density at a high density. The present invention has been found to be able to cover from a low density to a low density and to be able to perform nondestructively quickly and easily.

【００１０】すなわち、本発明は、エピタキシャル結晶
にその結晶組成に対応した波長よりも短い波長のレーザ
ー光を照射し、得られたフォトルミネッセンス光のピー
ク強度の面内分布を測定し、強度の特に弱い領域（ダー
クスポットまたはダークライン）の数（ｎ）と、測定領
域面積（Ｓcm²）から下式（Ｉ） Ｎ＝ｎ／Ｓ （Ｉ） により転位密度（Ｎcm^-2）を算出することを特徴とする
エピタキシャル結晶中の転位密度の実用的な測定方法を
提供するものである。That is, the present invention irradiates the epitaxial crystal with a laser beam having a wavelength shorter than the wavelength corresponding to the crystal composition, measures the in-plane distribution of the peak intensity of the obtained photoluminescence light, and particularly measures the intensity. Calculation of the dislocation density (Ncm ^-2 ) from the number (n) of weak areas (dark spots or dark lines) and the area of the measurement area (Scm ² ) by the following formula (I) N = n / S (I) An object of the present invention is to provide a practical method for measuring the dislocation density in an epitaxial crystal, which is a characteristic feature.

【００１１】[0011]

【発明の実施の形態】次に、本発明を詳細に説明する。
本発明発明の転位密度の測定は、フォトルミネッセンス
（以下ＰＬと略記する）において転位の存在する領域で
はＰＬ強度が特に弱くなることを利用する。すなわち、
転位線が表面に垂直な場合には、ＰＬ強度が弱くなる領
域は暗点（ダークスポット）となって識別でき、一方、
転位線が表面と平行な場合には、ＰＬ強度が弱くなる領
域は線状（ダークライン）になり、転位線と表面が角度
α（０＜α＜９０°）をなす場合や、表面に平行な転位
が折れ曲がり表面に垂直または斜めになった場合にはＰ
Ｌ強度が弱くなる領域は線分状(ダークライン)になり、
それぞれ識別できる。Next, the present invention will be described in detail.
The measurement of the dislocation density of the present invention utilizes the fact that the PL intensity is particularly weak in a region where dislocations exist in photoluminescence (hereinafter abbreviated as PL). That is,
When the dislocation line is perpendicular to the surface, the region where the PL intensity is weak can be identified as a dark spot (dark spot).
When the dislocation line is parallel to the surface, the region where the PL intensity is weak becomes linear (dark line), and when the dislocation line and the surface form an angle α (0 <α <90 °), or parallel to the surface. When a dislocation is bent and becomes perpendicular or oblique to the surface, P
The region where the L intensity becomes weak becomes a line segment (dark line),
Each can be identified.

【００１２】例えば、転位線が表面と角度α（０＜α≦
９０°）となる転位は、基板の中に存在する転位をエピ
タキシャル層が引き継いだものである場合が多い。基板
中の転位密度が多いほど、エピタキシャル結晶中の転位
密度が増えダークスポット密度が増える。For example, a dislocation line is formed at an angle α (0 <α ≦
The dislocation that becomes 90 °) is often one in which the epitaxial layer has taken over the dislocation existing in the substrate. As the dislocation density in the substrate increases, the dislocation density in the epitaxial crystal increases and the dark spot density increases.

【００１３】また、転位線が表面と平行になる転位は、
エピタキシャル成長においてはミスフィット転位と呼ば
れる転位である場合が多い。これは積層する層の格子定
数の違いによる格子歪みが原因で発生する。格子定数の
違いが大きいほどミスフィット転位が増えダークライン
の密度が増える。本発明においては、ＰＬ強度マッピン
グデータから、これらのダークスポットの数やダークラ
インの数を計数することにより転位密度を求めるもので
ある。Further, the dislocation where the dislocation line becomes parallel to the surface is:
In epitaxial growth, dislocations are often called misfit dislocations. This occurs due to lattice distortion due to the difference in lattice constant between the layers to be laminated. As the difference in lattice constant increases, the number of misfit dislocations increases and the density of dark lines increases. In the present invention, the dislocation density is obtained by counting the number of these dark spots and the number of dark lines from the PL intensity mapping data.

【００１４】本発明のＰＬマッピングによる転位密度の
測定方法は光学的な検出方法であり、ウェハを非破壊で
検査できるため、簡便で迅速な評価が可能である。また
試料ステージを動かすことにより測定領域、測定場所を
自由に変えることが出来る。The method for measuring the dislocation density by the PL mapping of the present invention is an optical detection method, which enables non-destructive inspection of a wafer, so that simple and quick evaluation is possible. Further, the measurement area and the measurement location can be freely changed by moving the sample stage.

【００１５】またＰＬマッピングによる転位密度の測定
方法ではモニタ波長を調整することにより幅広い結晶組
成に応じて測定可能である。ＰＬ強度をモニタする波長
は、通常はＰＬ光のメインピーク波長にあわせる。積層
構造からなるエピタキシャル結晶において複数の層から
異なる波長の複数のＰＬピークが出る場合には、それぞ
れの波長のマッピングをとることにより、異なる層の転
位密度をそれぞれ得ることが出来、転位密度の変化に関
する知見を得ることも可能である。In the method of measuring dislocation density by PL mapping, measurement can be performed according to a wide range of crystal compositions by adjusting the monitor wavelength. The wavelength for monitoring the PL intensity is usually set to the main peak wavelength of the PL light. When a plurality of PL peaks having different wavelengths appear from a plurality of layers in an epitaxial crystal having a laminated structure, dislocation densities of different layers can be obtained by mapping the respective wavelengths. It is also possible to obtain knowledge about

【００１６】ここで、ＰＬマッピングで励起光として使
用するレーザーの波長は、結晶のバンドギャップエネル
ギーよりも大きなフォトンエネルギーを有するレーザー
を用いればよく、この条件を満たすレーザーであれば使
用可能である。例えばＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧ
ａＡｓ等に対しては、Ａｒレーザー、ＹＡＧの2倍高調
波等レーザーを用いることができる。またＧａＮ、Ｉｎ
ＧａＮ等の窒化物半導体に対しては、ＨｅＣｄレーザー
等を好適に用いることができる。Here, the wavelength of the laser used as the excitation light in the PL mapping may be a laser having a photon energy larger than the band gap energy of the crystal, and any laser satisfying this condition can be used. For example, GaAs, AlGaAs, InG
For aAs or the like, a laser such as an Ar laser or a second harmonic of YAG can be used. GaN, In
For a nitride semiconductor such as GaN, a HeCd laser or the like can be suitably used.

【００１７】ダークスポット、ダークライン等すなわち
ＰＬで検出できる転位の大きさ・太さに合わせて、ＰＬ
マッピング測定条件、特にレーザースポットサイズ、測
定点間隔、測定領域面積を設定することが重要である。
ダークスポットの大きさは、結晶に固有のフォトキャリ
アの拡散長の大きさと同オーダーの大きさになる。In accordance with the size and thickness of a dislocation that can be detected by a dark spot, a dark line, or the like, that is, PL,
It is important to set mapping measurement conditions, particularly the laser spot size, measurement point interval, and measurement area area.
The size of the dark spot is of the same order of magnitude as the diffusion length of the photocarrier inherent to the crystal.

【００１８】レーザースポットサイズはダークスポット
の大きさすなわちフォトキャリア拡散長とほぼ同程度の
大きさにすることが望ましい。レーザースポットサイズ
をキャリア拡散長より小さくしてもレーザー照射によっ
て生じるキャリアが拡散長程度に拡散してしまうめ空間
分解能は向上しない。またレーザースポットサイズを大
きくしすぎると空間分解能が低下し、ＰＬ信号強度が弱
くなるのでノイズが増え好ましくない。ダークスポット
の大きさをｄ（μｍ）、レーザースポット直径をＤ（μ
ｍ）とすると、好ましいレーザースポット径は、0.1ｄ
＜Ｄ＜30ｄ程度である。 ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ系の
半導体結晶の場合、レーザースポット径は１μｍ〜100
μｍ程度、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ系の半導体の場合には、
0.3μｍ〜数μｍ程度が適当である。It is desirable that the laser spot size be approximately the same as the size of the dark spot, that is, the photocarrier diffusion length. Even if the laser spot size is smaller than the carrier diffusion length, the carriers generated by laser irradiation are diffused to the extent of the diffusion length, and the spatial resolution is not improved. On the other hand, if the laser spot size is too large, the spatial resolution is reduced and the PL signal intensity is weakened, which increases noise and is not preferable. The size of the dark spot is d (μm), and the diameter of the laser spot is D (μm).
m), the preferred laser spot diameter is 0.1 d
<D <about 30d. In the case of GaAs or AlGaAs-based semiconductor crystals, the laser spot diameter is 1 μm to 100 μm.
In the case of a GaN or InGaN semiconductor of about μm,
About 0.3 μm to several μm is appropriate.

【００１９】測定点間隔は、レーザースポット径と同オ
ーダーまたはレーザースポット径以下の大きさにするこ
とが望ましい。レーザースポット径よりも大きな測定点
間隔の場合は、全面を測定することにならないため適当
でない。レーザースポット径よりも小さな測定間隔の場
合には、より細かな強度分布を見ることができるが、測
定に長時間を要することになるので、極端に小さな測定
点間隔は好ましくない。好ましい測定間隔Ｌは、0.01Ｄ
＜Ｌ＜Ｄ 程度である。It is desirable that the interval between the measurement points is the same as or smaller than the laser spot diameter. A measurement point interval larger than the laser spot diameter is not appropriate because the entire surface is not measured. In the case of a measurement interval smaller than the laser spot diameter, a finer intensity distribution can be seen. However, an extremely small measurement point interval is not preferable because measurement requires a long time. The preferred measurement interval L is 0.01D
<L <D.

【００２０】ダークスポットの計数は、マッピングデー
タから直接数える方法、画像解析により数を求める方法
等があり、いずれを採用しても良い。The method of counting the number of dark spots includes a method of directly counting from the mapping data and a method of calculating the number by image analysis.

【００２１】測定領域面積は、試料の転位密度すなわち
ダークスポット、ダークライン等の密度に応じて適当な
大きさに決める。ダークスポットに関しては、１個〜１
０００個程度であることが好ましく、ダークラインは１
本〜１００本程度であることが好ましい。これより多く
ても少なくても計数精度に問題が生じる場合がある。従
って、測定領域面積は計数値がこの程度の数値となるよ
うに設定するのが適当である。 ＰＬマッピング測定領
域面積をＳ(ｃｍ²)、ダークスポットまたはダークライ
ンの計数値をｎ（個または本）とすると、転位密度Ｎ
(ｃｍ^-2)は、式Ｎ = ｎ／Ｓから求めることができる。The area of the measurement region is determined to be an appropriate size according to the dislocation density of the sample, that is, the density of dark spots, dark lines, and the like. 1 to 1 for dark spots
It is preferable that the number is about 000, and the number of dark lines is 1
The number is preferably about 100 to 100. More or less than this may cause problems in counting accuracy. Therefore, it is appropriate to set the area of the measurement area so that the count value becomes such a numerical value. Assuming that the area of the PL mapping measurement region is S (cm ² ) and the count value of dark spots or dark lines is n (pieces or books), the dislocation density N
(cm ⁻² ) can be obtained from the equation N = n / S.

【００２２】[0022]

【実施例】以下、実施例により本発明を詳しく説明する
が、本発明は、これらに限定されるものではない。EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【００２３】実施例１ 図１に示す構造の３−５族化合物半導体エピタキシャル
積層膜をＧａＡｓ基板（１００）面上に、有機金属気相
成長法により作製した。以下の超格子を成長した後にＰ
Ｌ測定用のダブルへテロ構造からなる層を成長した。超
格子の繰り返し数は１０、２つの層の組成はAl_0.2Ga_0.8
AsとGaAs、それぞれの層の層厚は各１０ｎｍ、超格子中
のGaAs層にはSiをドーピングを行いドーピング濃度を2
ｘ10¹⁸cm^-3とした。Example 1 A group 3-5 compound semiconductor epitaxial multilayer film having the structure shown in FIG. 1 was formed on a GaAs substrate (100) by metal organic chemical vapor deposition. After growing the following superlattice, P
A layer having a double hetero structure for L measurement was grown. The number of repetitions of the superlattice is 10, and the composition of the two layers is Al _0.2 Ga _0.8
As and GaAs, the thickness of each layer is 10 nm each, and the GaAs layer in the superlattice is doped with Si and the doping concentration is 2
x 10 ¹⁸ cm ^-3 .

【００２４】エピタキシャル積層膜の転位密度を、ＹＡ
Ｇの2倍高調波レーザーを用いたＰＬマッピングにより
測定した。すなわちPL光のピーク波長である760nmをモ
ニタ波長として、レーザースポット径約３０μ、測定間
隔１０μｍステップで２ｘ２ｍｍの領域を走査し、ピー
ク強度のマッピングを行いその中に含まれるダークスポ
ットの数から転位密度を求めた。測定場所はエピタキシ
ャルウェハの中央部と周辺近くの２点とした。ダークス
ポットの数は平均１.９個であり、転位密度に換算して
は４７個ｃｍ^-2であった。The dislocation density of the epitaxial laminated film is expressed as YA
The measurement was performed by PL mapping using a laser two times higher than G. That is, using a peak wavelength of PL light of 760 nm as a monitor wavelength, a laser spot diameter of about 30 μ, a 2 × 2 mm area is scanned in 10 μm steps, and the peak intensity is mapped. I asked. The measurement was performed at two points near the center and near the periphery of the epitaxial wafer. The average number of dark spots was 1.9, which was 47 cm ⁻² in terms of dislocation density.

【００２５】実施例２ 図２に示す構造の３−５族化合物半導体エピタキシャル
積層膜をGaAs基板（１００）面上に、有機金属気相成長
法により作製した。GaAs層150ｎｍの上に、 Al _0.2Ga_0.8
As 50ｎｍとGaAs 50ｎｍからなる５対の超格子を成長
し、その上にPL測定用のIn_0.22Ga_0.8As層14ｎｍを電子
走行層とするHEMT構造を成長した。Example 2 Group 3-5 compound semiconductor epitaxial having the structure shown in FIG.
Metal-organic vapor phase epitaxy of laminated film on GaAs substrate (100)
It was produced by the method. Al on 150nm GaAs layer _0.2Ga_0.8
Growth of 5 pairs of superlattices consisting of 50 nm As and 50 nm GaAs
And the In for PL measurement_0.22Ga_0.8As layer electron 14nm
A HEMT structure to be used as a running layer was grown.

【００２６】In_0.22Ga_0.8As層とこれをはさむ両側のAl
_0.2Ga_0.8As層との間の格子不整合により、ミスフィット
転位が存在しているかどうかを、 ＹＡＧの2倍高調波レ
ーザーを用いたPLマッピングにより測定した。 すなわ
ちIn_0.22Ga_0.8AsのPLピ−ク波長１０８０ ｎｍをモニタ
波長として、レーザースポット径約３０μ、測定間隔１
０μｍステップで２ｘ２ｍｍの領域を走査しピーク強度
のマッピングをおこなった。PLマッピングの結果、互い
にほぼ直角方向にまじわる２方向のダークラインが存在
し、１方向は線状で他の方向は線分状であった。ダーク
スポットは認められなかった。このダークラインの数を
計数したところ２６本であり、ミスフィット転位の密度
は６５０本ｃｍ^-2であった。In _0.22 Ga _0.8 As layer and Al on both sides sandwiching this layer
Whether or not misfit dislocations exist due to lattice mismatch with the _0.2 Ga _0.8 As layer was measured by PL mapping using a second harmonic laser of YAG. That is, with a PL peak wavelength of In _0.22 Ga _0.8 As of 1080 nm as a monitor wavelength, a laser spot diameter of about 30 μm and a measurement interval of
A 2 × 2 mm area was scanned in 0 μm steps to map peak intensities. As a result of the PL mapping, there were two dark lines that were substantially perpendicular to each other, and one direction was linear and the other direction was linear. No dark spots were observed. When the number of the dark lines was counted, the number was 26, and the density of misfit dislocations was 650 cm ⁻² .

【００２７】次に、 Al_0.2Ga_0.8As/ GaAs超格子からのP
Lを調べるため、GaAs層のPLピーク波長840ｎｍをモニタ
波長とする強度マッピングをおこなった。その結果、 I
n_{0. 22}Ga_0.8Asのマッピングとほぼ同じパターンと数のダ
ークラインが存在することがわかった。Next, P from the Al _0.2 Ga _0.8 As / GaAs superlattice
In order to investigate L, intensity mapping was performed using a PL peak wavelength of 840 nm of the GaAs layer as a monitor wavelength. As a result, I
n _{0. 22} Ga _0.8 As mapping substantially the same pattern as the number of dark lines is found to be present.

【００２８】実施例３ Ｉｎ組成を0.22のかわりに0.2としたことを除いては、
実施例２と同じ条件でHEMT構造を成長した。 In_0.2Ga
_0.8As層とこれをはさむ両側のAl_0.2Ga_0.8As層との間の
格子不整合により、ミスフィット転位が存在しているか
どうかを、 ＹＡＧの2倍高調波レーザーを用いたPLマッ
ピングにより測定した。 すなわちIn_0.2Ga_{0 .8}AsのPLピ
−ク波長１０５０ ｎｍをモニタ波長として、レーザー
スポット径約３０μ、測定間隔１０μｍステップで２ｘ
２ｍｍの領域を走査しピーク強度のマッピングをおこな
った。 PLマッピングの結果、ダークラインは存在せ
ず、ダークスポットのみが存在することがわかった。ダ
ークスポットの数は19個であり、転位密度475個ｃｍ^-2
であった。Example 3 Except that the In composition was changed to 0.2 instead of 0.22,
A HEMT structure was grown under the same conditions as in Example 2. In _0.2 Ga
_The presence of misfit dislocations due to lattice mismatch between the _0.8 As layer and the Al _0.2 Ga _0.8 As layers sandwiching the _0.8 As layer was measured by PL mapping using a double harmonic laser of YAG. . That In _0.2 Ga _{0 .8} As the PL peak - a peak wavelength 1050 nm as a monitor wavelength, the laser spot diameter of about 30.mu., 2x measurement interval 10μm step
A 2 mm area was scanned to map the peak intensity. As a result of the PL mapping, it was found that there was no dark line but only a dark spot. The number of dark spots is 19, and the dislocation density is 475 cm ^-2
Met.

【００２９】次に、 Al_0.2Ga_0.8As/ GaAs超格子からのP
Lを調べるため、GaAs層のPLピーク波長840ｎｍにおける
強度マッピングをおこなった。その結果、 In_0.2Ga_0.8A
sのマッピングと同様にダークラインは存在せず、ダー
クスポットのみが存在することがわかった。ダークスポ
ットの数は103個であり、転位密度は2575個ｃｍ^-2であ
った。Next, P from the Al _0.2 Ga _0.8 As / GaAs superlattice
In order to examine L, intensity mapping at a PL peak wavelength of 840 nm of the GaAs layer was performed. As a result, In _0.2 Ga _0.8 A
As in the case of the mapping of s, it was found that there was no dark line but only a dark spot. The number of dark spots was 103, and the dislocation density was 2575 cm ⁻² .

【００３０】[0030]

【発明の効果】本発明の転位密度の測定方法を用いれ
ば、エピタキシャル結晶中の転位密度を、高い密度から
低い密度にわたって、非破壊で迅速・簡便に測定するこ
とができるために、工業的価値がきわめて大きい。According to the method for measuring dislocation density according to the present invention, the dislocation density in an epitaxial crystal can be measured non-destructively and quickly and easily from a high density to a low density. Is very large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】実施例１の試料構造を示す図FIG. 1 is a diagram showing a sample structure of Example 1.

【図２】実施例２の試料構造を示す図FIG. 2 is a diagram showing a sample structure of Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１・・・ＧａＡｓ基板 ２・・・ハ゛ッファ層 21・・・AlGaAs層 22・・・GaAs層 ３・・・クラッド層Al_0.4Ga_0.6As層 ４・・・活性層 Al_0.15Ga_0.85As層 ５・・・クラッド層Al_0.4Ga_0.6As層 ６・・・ GaAs層 ７、１３・・・ i−AlGaAs層 ８、１２・・・ ｎ−AlGaAs層 ９、１１・・・ i−AlGaAs層 １０・・・ i−InGaAs層1 ... GaAs substrate 2 ... c Bu Ffa layer 21 ... AlGaAs layer 22, ... GaAs layer 3 ... clad layer Al _0.4 Ga _0.6 As layer 4 ... active layer Al _0.15 Ga _0.85 As layer 5, ..Clad layer Al _0.4 Ga _0.6 As layer 6 ... GaAs layer 7, 13 ... i-AlGaAs layer 8, 12 ... n-AlGaAs layer 9, 11 ... i-AlGaAs layer 10 ... i-InGaAs layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】エピタキシャル結晶にその結晶組成に対応
した波長より短い波長のレーザー光を照射し、得られた
フォトルミネッセンス光のピーク強度の面内分布を測定
し、強度の特に弱い領域（ダークスポットまたはダーク
ライン）の数（ｎ）と、測定領域面積（Ｓcm²）から下
式（Ｉ） Ｎ＝ｎ／Ｓ （Ｉ） により転位密度（Ｎcm^-2）を算出することを特徴とする
エピタキシャル結晶中の転位密度の測定方法。1. An epitaxial crystal is irradiated with laser light having a wavelength shorter than the wavelength corresponding to the crystal composition, and the in-plane distribution of the peak intensity of the obtained photoluminescence light is measured. or the number of dark lines) (n), the epitaxial crystal and calculates the dislocation density (Ncm ^-2) by measuring region area (the following formulas from ^{Scm 2) (I) n =} n / S (I) Method for measuring the dislocation density in steel. 【請求項２】エピタキシャル結晶が複数の層からなり、
それぞれの層ごとに転位密度を算出することを特徴とす
る請求項１記載の転位密度の測定方法。2. An epitaxial crystal comprising a plurality of layers,
The method according to claim 1, wherein the dislocation density is calculated for each layer.