权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

A study on a new measurement technique of electron diffusion length in semiconductors using an electron emission mechanism with negative electron affinity

利用负电子亲和势电子发射机制测量半导体中电子扩散长度的新技术研究

基本信息

批准号：
21K04893
负责人：
竹内大輔
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

Siの5倍のバンドギャップを有するダイヤモンド半導体のキャリヤ寿命や移動度に関する評価は容易ではない。そこで本提案では、他の半導体には無いダイヤモンドの持つ負性電子親和力（NEA）表面を通じた結晶内部からの電子放出現象を利用した新たな非破壊拡散長評価法を構築し、同法を用いた大面積ダイヤモンド半導体の結晶品質評価の高度化を目指す。本評価法により、ダイヤモンド半導体の個体間の定量的比較を容易にし、種々の応用に向けた品質の客観的指標を与えることが出来る。昨年度に(100)Ib型ダイヤモンド基板上にCVD合成し、異なる膜厚の試料のTPYS評価を進め、拡散長等各パラメータを抽出して分析を行うことを目的に、50μmのノンドープCVD厚膜を合成した試料を用い、拡散長見積もりのデータとなるTPYS評価を行った。測定後に、マスク処理を用いて周辺部を残して一定の厚さをICPドライエッチング装置にて削るり、洗浄と共に再び水素化表面を形成して測定を行うことを繰り返した。これを「掘削法」と呼ぶこととする。膜厚の減少に伴うスペクトル変化を追った。結果としては、想定した拡散長より膜厚がまだ厚く、スペクトル変化が観測できなかったため拡散長の見積もりが困難であった。また表面形状の変化も顕著であったため、「掘削法」は課題が多いことが分かった。そこで、1μmを切る薄膜からスタートし、膜の堆積を繰り返して測定する「積層法」を検討した。その結果、スペクトル変化を捉えることが出来、吸収端と光エネルギー依存性から、励起子および電子の情報の分離が可能であることを確認した。結果として、励起子が1.8±0.1μm、電子が3.5±0.5μmと見積もることが出来た。

Si 5 times the size of the device, there is no easy way to evaluate the life and mobility of semiconductors. This proposal aims to improve the evaluation of the crystal quality of other semiconductors by utilizing the electron emission phenomenon inside the crystal through the surface of the semiconductor without the negative electron affinity (NEA). This evaluation method makes it easy to quantitatively compare individual semiconductors, and provides an indicator of customer quality in the application direction. Last year, TPYS evaluation of CVD synthesis and film thickness samples on (100) type Ib substrates was carried out for the purpose of extracting and analyzing CVD synthesis and film thickness samples with different thickness and dispersion lengths. After the measurement, the solvent is removed from the peripheral part and the thickness is determined. The solvent is removed from the peripheral part and the surface is hydrated. "The Law of the Sea" The film thickness decreases with the change of color. As a result, it is difficult to determine the thickness of the film and the thickness of the film. The shape of the surface is changed, and the problem of "digging method" is changed. The "lay-up method" for measuring the thickness and thickness of thin films cut at 1μm is discussed. The result is that the absorption end is dependent on the light source, the excitation end is dependent on the electron source, and the separation of the electron source is possible. The results showed that the excitation wavelength was 1.8±0.1μm and the electron wavelength was 3.5±0.5μm.