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ワイドギャップ半導体薄膜の表層評価分光画像計測システムの試作

用于宽带隙半导体薄膜表面层评估的光谱图像测量系统的原型制作

基本信息

批准号：
08555005
负责人：
中島信一
金额：
$ 4.48万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1997
项目状态：
已结题

项目摘要

ラマン散乱、フォトルミネッセンス、変調反射などの種々の分光学的手法を用い、更にイメージング技法を取り入れて、SiCやGaN、ダイヤモンドなどのワイドギャップ半導体の結晶性と電気的性質を2次元分布評価することを主目的として、紫外光励起型顕微ラマン散乱・蛍光・変調反射測定装置を試作した。装置の集光レンズ系は波長364nmのArレーザー励起線に対応する高い紫外透過性を有し、また分光器は高い紫外感度をもつ2次元CCD検出器を備えている。まず装置の基本性能評価を兼ねて、Si、SiC、GaN、ZnOなどの直接/間接遷移型半導体試料について、紫外ラマン散乱測定を行った。その結果、Siでは高い伝導帯への直接遷移に伴う共鳴ラマン散乱が観察された。SiCではこれまでのところ、可視光励起時と同様の信号のみ観測されている。GaNでは励起光にほぼ等しいバンドギャップエネルギーをもつため、フォノンラマン線が強い蛍光とともに観測された。特に、縦光学振動モードについて共鳴効果による強度増大が認められ、2次フォノン線の強度増大や偏光則の破れなどの共鳴効果が認められた。ZnOに関する同様の測定は現在進めている。励起波長364、及び351nmにてGaNやZnOについて顕微フォトルミネッセンス測定を室温で試行し、極低温測定も難なく行える見通しを得た。次に同装置を用いてダイヤモンド状炭素(DLC)膜のラマン散乱測定を行った。その結果、紫外光励起時にダイヤモンド的な4配位結合に基づく信号の共鳴増大が観測され、グラファイト的な3配位結合による信号成分との効率的分離ができることが確認された。DLC膜の初期成長層においては空間的な相の不均一が顕著であり、本装置の目的とする2次元イメージング技法によって効率的な評価が行える見通しを得た。今後は変調反射測定の基本性能評価、ならびに極低温測定、イメージング技術の確立に努める。

The method of spectral analysis of semiconductor, SiC, GaN, Si, Si, The device's light collector is equipped with a wavelength of 364nm and an Ar excitation line for high UV transmittance, a spectroscope for high UV sensitivity, and a two-dimensional CCD detector. Evaluation of basic performance of the device and measurement of direct/indirect migration semiconductor samples of Si, SiC, GaN and ZnO As a result, Si has a high conductivity band and a direct migration, accompanied by resonance and scattering. SiC is a signal detector, visible light excitation is a signal detector. GaN is excited to light up, and so on. In particular, the intensity of optical vibration increases due to resonance effects, and the intensity of optical polarization increases due to resonance effects. ZnO is related to the determination of the same process. Excitation wavelength 364 nm and 351nm for GaN and ZnO are available at room temperature and very low temperature. The same device is used to measure the dispersion of carbon (DLC) films. As a result, the resonance of the 4-coordinate binding signal increased when the UV light was excited, and the separation of the 3-coordinate binding signal component was confirmed. The initial growth layer of DLC film is characterized by non-uniformity of phase, and the purpose of the device is to evaluate the performance of the two-dimensional film. In the future, we will evaluate the basic performance of modulation reflection measurement, and establish the ultra-low temperature measurement technology.