半導体材料・デバイスの光弾性評価に関する研究

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1、昨年で試作したインゴット用赤外光弾性装置ingot measuring scanning infrared polaris cope (IM-SIRP)に基づいて、改良バージョンのIM-SIRP装置を作製した。新装置には光源、光検出器の上下走査とインゴットの回転走査という新しい走査方式を採用した。インゴット回転走査のみの走査方式を採用するによって、より大直径(6インチまで)かつ重いインゴットをより安定した走査ができるようになった。光源と光検出器を上下同期走査することは、旧バージョン装置の重いインゴットの上下走査方式より快速な走査測定を可能にした。また、光検出器を前後可動型にし、インゴット表面の荒さによる影響も光検出器とサンプルを接近させることにより低減できた。2、同じLEC法、異なる成長条件で成長したLEC-GaAsインゴット(直径3インチ、長さ50mm)、およびVGF法で成長したVGF-GaAsインゴット(直径3インチ、長さ50mm)を評価した。LEC-GaAsインゴット中成長条件による歪みの違いがわかり、LEC法とVGF法という異なる成長方法で成長したインゴット中歪みの違いもわかった。3、エッチングのみで処理されたas-grown CZ-Siインゴット(直径4インチ、長さ300mm)を歪み評価することができた、インゴット成長方向で成長条件による歪み分布の違いがわかった。4、有転位と無転位CZ-Siインゴット(直径7インチ、長さ50mm)を比較測定した。転位の有無と一致する歪み情報を測定により得られ、IM-SIRP装置がインゴット中の転位発生位置を判別可能であることを示した。以上の結果から、本研究で提案したIM-SIRP装置による赤外光弾性測定法は、インゴット内部歪み評価に有効な非破壊評価手法として確立された。製作した改良バージョンのIM-SIRP装置もインゴット生産現場で評価できる装置により近いものになってきた。今後、より短い測定時間で、より大口径および長いインゴットに対応できる赤外光弾性装置IM-SIRPが実現すれば、IM-SIRPがインゴット成長現場で標準品質検査装置として使われることになると確信している。IM-SIRP装置とそれによる赤外光弾性測定法は、高品質大口径半導体結晶の成長に有効な武器になっていた。