JP6020073B2 - 半導体試料における結晶欠陥解析方法 - Google Patents
半導体試料における結晶欠陥解析方法 Download PDFInfo
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Description
本発明の第1実施形態にかかる半導体試料における結晶欠陥解析方法について、図1〜6を参照して説明する。
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してラマン分光測定をフォトルミネッセンス測定に変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してラマン分光測定をカソードルミネッセンス測定に変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
1a 半導体基板
1b エピタキシャル層
2 結晶欠陥
2a 起点
3 観察試料
10 透過電子顕微鏡装置
11、13、14 第1〜第3解析コンピュータ
12 ラマン分光装置
15 フォトルミネッセンス装置
Claims (10)
- 半導体基板(1a)の上に該半導体基板よりも低不純物濃度とされたエピタキシャル層(1b)を形成した半導体試料(1)に存在する結晶欠陥(2)の深さ位置を解析する半導体試料における結晶欠陥解析方法であって、
前記半導体試料のうち結晶欠陥が含まれた部分を切り出すことで薄片化した観察試料(3)を作成する工程と、
前記観察試料に対して透過電子顕微鏡観察を行うことによって結晶欠陥を表した結晶欠陥像を取得する工程と、
前記観察試料に対して刺激を与えることで該観察試料から不純物濃度に応じた光を生じさせ、該光を検知して前記観察試料の光強度マッピング像を取得する工程と、
前記結晶欠陥像と前記光強度マッピング像とを重ね合わせた合成画像に基づいて、前記結晶欠陥の起点が前記半導体基板と前記エピタキシャル層のいずれに存在しているかを解析する工程とを含むことを特徴とする半導体試料における結晶欠陥解析方法。 - 前記半導体試料の材料が炭化珪素、窒化ガリウム、ダイヤモンドのいずれか1つであることを特徴とする請求項1に記載の半導体試料における結晶欠陥解析方法。
- 前記結晶欠陥が転位欠陥、積層欠陥、インクルージョンのいずれかを含んでいることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体試料における結晶欠陥解析方法。
- 前記光強度マッピング像を取得する工程をラマン測定により行い、前記観察試料に与える前記刺激として光を用い、前記観察試料から散乱光を生じさせることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の半導体試料における結晶欠陥解析方法。
- 前記結晶欠陥像を取得する工程では、前記透過電子顕微鏡観察における電子の照射を加速電圧400kV以上で行っており、
前記光強度マッピング像を取得する工程を前記結晶欠陥像を取得する工程の前に行うことを特徴とする請求項4に記載の半導体試料における結晶欠陥解析方法。 - 前記光強度マッピング像を取得する工程をフォトルミネッセンス測定により行い、前記観察試料に与える前記刺激として前記半導体試料を構成する半導体材料のバンドギャップよりも大きいエネルギーを有する光を用い、前記観察試料から蛍光を生じさせることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の半導体試料における結晶欠陥解析方法。
- 前記蛍光のうち、波長が不純物に起因する400〜1000nmの蛍光を用いて前記光強度マッピング像を取得することを特徴とする請求項6に記載の結晶欠陥解析方法。
- 前記光強度マッピング像を取得する工程をカソードルミネッセンス測定により行い、前記観察試料に与える前記刺激として加速された電子を用い、前記観察試料から蛍光を生じさせることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の半導体試料における結晶欠陥解析方法。
- 前記結晶欠陥像を取得する工程では、前記透過電子顕微鏡観察を透過電子顕微鏡装置内において行い、
前記光強度マッピング像を取得する工程では、前記カソードルミネッセンス測定を前記透過電子顕微鏡装置内において、前記結晶欠陥像を取得する工程と同時に行うことを特徴とする請求項8に記載の半導体試料における結晶欠陥解析方法。 - 前記蛍光のうち、波長が不純物に起因する400〜1000nmの蛍光を用いて前記光強度マッピング像を取得することを特徴とする請求項8に記載の結晶欠陥解析方法。
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