JPH0714894A - 化合物半導体の評価方法 - Google Patents
化合物半導体の評価方法Info
- Publication number
- JPH0714894A JPH0714894A JP17466993A JP17466993A JPH0714894A JP H0714894 A JPH0714894 A JP H0714894A JP 17466993 A JP17466993 A JP 17466993A JP 17466993 A JP17466993 A JP 17466993A JP H0714894 A JPH0714894 A JP H0714894A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carrier concentration
- compound semiconductor
- emission intensity
- peak
- distribution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 化合物半導体のキャリア濃度分布を室温フォ
トルミネッセンスによる発光ピ−ク波長での発光強度の
半値幅を用いて測定する。 【効果】 化合物半導体の詳細なキャリア濃度分布を非
破壊にて容易且つ正確に評価することができる。
トルミネッセンスによる発光ピ−ク波長での発光強度の
半値幅を用いて測定する。 【効果】 化合物半導体の詳細なキャリア濃度分布を非
破壊にて容易且つ正確に評価することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体の評価方
法に関し、特に化合物半導体のキャリア濃度分布を測定
する方法に関するものである。
法に関し、特に化合物半導体のキャリア濃度分布を測定
する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】化合物半導体のキャリア濃度はデバイス
作製上重要な値であり、基板として使用される化合物半
導体単結晶は結晶全体にわたってキャリア濃度が均一で
あることが望まれている。しかし、化合物半導体単結晶
内のキャリア濃度の分布は、単結晶育成の条件によって
大きく左右されており、育成条件の改善の指針を得るた
めにもキャリア濃度の分布の詳細で且つ容易な測定方法
が望まれている。
作製上重要な値であり、基板として使用される化合物半
導体単結晶は結晶全体にわたってキャリア濃度が均一で
あることが望まれている。しかし、化合物半導体単結晶
内のキャリア濃度の分布は、単結晶育成の条件によって
大きく左右されており、育成条件の改善の指針を得るた
めにもキャリア濃度の分布の詳細で且つ容易な測定方法
が望まれている。
【０００３】従来、化合物半導体単結晶のキャリア濃度
の測定は、ホール測定法によって行なわれている。ホー
ル測定法は５ｍｍ角程度の大きさにサンプルを切り出
し、電極を付けるといった作業が必要であり、化合物半
導体単結晶内のキャリア濃度の分布をより詳細に且つ容
易に測定することができないという問題があった。
の測定は、ホール測定法によって行なわれている。ホー
ル測定法は５ｍｍ角程度の大きさにサンプルを切り出
し、電極を付けるといった作業が必要であり、化合物半
導体単結晶内のキャリア濃度の分布をより詳細に且つ容
易に測定することができないという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は上記の
問題点を解決したものであり、本発明の目的は、化合物
半導体単結晶内の微細なキャリア濃度分布を容易に非破
壊で測定することにある。すなわち、本発明は、化合物
半導体のキャリア濃度分布を室温フォトルミネッセンス
による発光ピ−ク波長での発光強度の半値幅を用いて測
定することを特徴とする化合物半導体の評価方法を提供
するものである。
問題点を解決したものであり、本発明の目的は、化合物
半導体単結晶内の微細なキャリア濃度分布を容易に非破
壊で測定することにある。すなわち、本発明は、化合物
半導体のキャリア濃度分布を室温フォトルミネッセンス
による発光ピ−ク波長での発光強度の半値幅を用いて測
定することを特徴とする化合物半導体の評価方法を提供
するものである。
【０００５】以下に、本発明についてさらに詳細に説明
する。レーザ光を励起光として用いたフォトルミネッセ
ンス法は、化合物半導体の評価に広く用いられている。
すなわち、フォトルミネッセンス法は、レーザ光を試料
の表面に照射し、レーザ光によって励起された試料から
放出される光（フォトルミネッセンス（ＰＬ）光）を回
折格子によって分光した後、検出器によって検出する方
法である。
する。レーザ光を励起光として用いたフォトルミネッセ
ンス法は、化合物半導体の評価に広く用いられている。
すなわち、フォトルミネッセンス法は、レーザ光を試料
の表面に照射し、レーザ光によって励起された試料から
放出される光（フォトルミネッセンス（ＰＬ）光）を回
折格子によって分光した後、検出器によって検出する方
法である。
【０００６】キャリア濃度１０18〜１０19ｃｍ-3のn型I
nP結晶における、ＰＬピーク波長、ピーク波長でのピー
ク発光強度、ピーク発光強度の半値幅のキャリア濃度と
の相関関係については、Williams、Karighgattamらによ
って研究が行なわれている（E. W. Williams, W. Elde
r, M. G. Astles, M. Webb, J. B. Mullin, B. Straugh
an and P. J. Tufton：J. Electrochem. Soc. vol.120
No.12 (1973) p1741-1749及び P. Karighgattam, D.
A. Thompson：Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng.vol.114
4 (1989) p329-341）。彼らの研究によればキャリア濃
度の増加とともにＰＬピーク波長は長波長側へシフト
し、ピーク発光強度の半値幅が広くなる。この傾向及び
変化量は、ｎ型ドーパントであれば、ドーパントの種類
に寄らずほぼ一定となる。なお、彼らの研究は液体窒素
温度でのバンド端発光について行なったものである。
nP結晶における、ＰＬピーク波長、ピーク波長でのピー
ク発光強度、ピーク発光強度の半値幅のキャリア濃度と
の相関関係については、Williams、Karighgattamらによ
って研究が行なわれている（E. W. Williams, W. Elde
r, M. G. Astles, M. Webb, J. B. Mullin, B. Straugh
an and P. J. Tufton：J. Electrochem. Soc. vol.120
No.12 (1973) p1741-1749及び P. Karighgattam, D.
A. Thompson：Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng.vol.114
4 (1989) p329-341）。彼らの研究によればキャリア濃
度の増加とともにＰＬピーク波長は長波長側へシフト
し、ピーク発光強度の半値幅が広くなる。この傾向及び
変化量は、ｎ型ドーパントであれば、ドーパントの種類
に寄らずほぼ一定となる。なお、彼らの研究は液体窒素
温度でのバンド端発光について行なったものである。
【０００７】本発明者は室温フォトルミネッセンスで実
験した結果、同じ傾向があることを見出した。キャリア
濃度とＰＬピーク波長、ピーク波長でのピーク発光強
度、ピーク発光強度の半値幅のそれぞれとは図１〜図３
に示す関係を有することがわかった。したがって、原理
的には、フォトルミネッセンス測定でのＰＬピーク波
長、ピーク波長でのピーク発光強度、ピーク発光強度の
半値幅のいずれを用いても、結晶内のキャリア濃度の分
布を評価することが可能である。しかしながら、正確に
キャリア濃度分布を測定するために、ＰＬピーク波長、
ピーク波長でのピーク発光強度、ピーク発光強度の半値
幅についていずれが最適かを検討した。
験した結果、同じ傾向があることを見出した。キャリア
濃度とＰＬピーク波長、ピーク波長でのピーク発光強
度、ピーク発光強度の半値幅のそれぞれとは図１〜図３
に示す関係を有することがわかった。したがって、原理
的には、フォトルミネッセンス測定でのＰＬピーク波
長、ピーク波長でのピーク発光強度、ピーク発光強度の
半値幅のいずれを用いても、結晶内のキャリア濃度の分
布を評価することが可能である。しかしながら、正確に
キャリア濃度分布を測定するために、ＰＬピーク波長、
ピーク波長でのピーク発光強度、ピーク発光強度の半値
幅についていずれが最適かを検討した。
【０００８】すなわち、ＰＬピーク波長の場合、ノイズ
などの影響により各測定点でピーク位置のシフトが起こ
り易く、またピーク波長でのピーク発光強度の場合、基
板の表面状態の変化による表面でのキャリアの再結合速
度や空乏層厚さの変化によってピーク強度が大きく変化
するという欠点があることを見出した。これらに対し
て、ピーク発光強度の半値幅の場合は、ピーク強度の半
分の強度で、スペクトルの両裾の部分の差を取るため
に、ノイズの影響を受けにくく、また、ピーク強度の絶
対値も規格化されるため、基板の表面状態の変化による
影響を排除できるので、正確にキャリア濃度分布を測定
することができる。
などの影響により各測定点でピーク位置のシフトが起こ
り易く、またピーク波長でのピーク発光強度の場合、基
板の表面状態の変化による表面でのキャリアの再結合速
度や空乏層厚さの変化によってピーク強度が大きく変化
するという欠点があることを見出した。これらに対し
て、ピーク発光強度の半値幅の場合は、ピーク強度の半
分の強度で、スペクトルの両裾の部分の差を取るため
に、ノイズの影響を受けにくく、また、ピーク強度の絶
対値も規格化されるため、基板の表面状態の変化による
影響を排除できるので、正確にキャリア濃度分布を測定
することができる。
【０００９】
【実施例】２インチのＳドープＩｎＰ基板のピーク発光
強度の半値幅分布の測定とキャリア濃度分布の測定を行
った。ピーク発光強度の半値幅分布の測定は励起光とし
てＨｅＮｅレーザ（６３３ｎｍ，１５ｍＷ）を用い、測
定波長域を８５０ｎｍ〜１０００ｎｍとしＳｉ検出器を
用いた。キャリア濃度分布の測定はホ−ル測定法によっ
て行なった。図4に測定結果を示す。図よりピーク発光
強度の半値幅の分布の方が基板内のキャリア濃度の微細
な変化を測定していることがわかる。キャリア濃度の分
布が５ｍｍおきなのに対して、ピーク発光強度の半値幅
分布は１ｍｍおきに測定ができている。なお、フォトル
ミネッセンス測定での空間分解能は、レンズの工夫など
によって、１００μｍ以下となるので、半値幅測定は１
００μｍ以下のステップまで測定が可能であり、より詳
細な分布測定が可能になる。なお、上記実施例では化合
物半導体単結晶基板に適用したが、本発明はこれに限定
されず、多結晶やエピタキシャル層などへも適用可能な
ことは勿論である。
強度の半値幅分布の測定とキャリア濃度分布の測定を行
った。ピーク発光強度の半値幅分布の測定は励起光とし
てＨｅＮｅレーザ（６３３ｎｍ，１５ｍＷ）を用い、測
定波長域を８５０ｎｍ〜１０００ｎｍとしＳｉ検出器を
用いた。キャリア濃度分布の測定はホ−ル測定法によっ
て行なった。図4に測定結果を示す。図よりピーク発光
強度の半値幅の分布の方が基板内のキャリア濃度の微細
な変化を測定していることがわかる。キャリア濃度の分
布が５ｍｍおきなのに対して、ピーク発光強度の半値幅
分布は１ｍｍおきに測定ができている。なお、フォトル
ミネッセンス測定での空間分解能は、レンズの工夫など
によって、１００μｍ以下となるので、半値幅測定は１
００μｍ以下のステップまで測定が可能であり、より詳
細な分布測定が可能になる。なお、上記実施例では化合
物半導体単結晶基板に適用したが、本発明はこれに限定
されず、多結晶やエピタキシャル層などへも適用可能な
ことは勿論である。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の評価方法
を用いれば、化合物半導体の詳細なキャリア濃度分布を
非破壊にて容易且つ正確に評価することができる。
を用いれば、化合物半導体の詳細なキャリア濃度分布を
非破壊にて容易且つ正確に評価することができる。
【図１】キャリア濃度とＰＬピーク波長との関係を示す
図である。
図である。
【図２】キャリア濃度とピーク波長でのピーク発光強度
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図３】キャリア濃度とピーク発光強度の半値幅との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図４】ＳドープＩｎＰ基板でのピーク発光強度の半値
幅分布とホ−ル測定によるキャリア濃度分布とを示す図
である。
幅分布とホ−ル測定によるキャリア濃度分布とを示す図
である。
Claims (1)
- 【請求項１】 化合物半導体のキャリア濃度分布を室温
フォトルミネッセンスによる発光ピ−ク波長での発光強
度の半値幅を用いて測定することを特徴とする化合物半
導体の評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17466993A JPH0714894A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 化合物半導体の評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17466993A JPH0714894A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 化合物半導体の評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0714894A true JPH0714894A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=15982629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17466993A Pending JPH0714894A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 化合物半導体の評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0714894A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5969272A (en) * | 1996-03-14 | 1999-10-19 | Sysmex Corporation | Sample sucking pipe and method for manufacturing same |
| JP2002148191A (ja) * | 2000-11-08 | 2002-05-22 | Dowa Mining Co Ltd | 半導体の特性評価方法およびその装置 |
-
1993
- 1993-06-23 JP JP17466993A patent/JPH0714894A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5969272A (en) * | 1996-03-14 | 1999-10-19 | Sysmex Corporation | Sample sucking pipe and method for manufacturing same |
| JP2002148191A (ja) * | 2000-11-08 | 2002-05-22 | Dowa Mining Co Ltd | 半導体の特性評価方法およびその装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pinczuk et al. | Lattice vibrations of In1− xGaxAsyP1− y quaternary compounds | |
| Tajima | Determination of boron and phosphorus concentration in silicon by photoluminescence analysis | |
| Sridhara et al. | Absorption coefficient of 4H silicon carbide from 3900 to 3250 Å | |
| US5255070A (en) | Method for determining interface properties of semiconductor materials by photoreflectance | |
| Zhang et al. | Photoreflectance study of Si-doped GaN grown by metal–organic chemical vapor deposition | |
| NZ335765A (en) | In-situ monitoring of a material's parameters by ellipsometry | |
| Kenyon et al. | Luminescence efficiency measurements of silicon nanoclusters | |
| JPH0714894A (ja) | 化合物半導体の評価方法 | |
| Tajima | Characterization of semi‐insulating GaAs wafers by room‐temperature EL2‐related photoluminescence | |
| JP2932238B2 (ja) | 化合物半導体の評価方法 | |
| Hopkins et al. | Raman microprobe determination of local crystal orientation in laser annealed silicon | |
| Nango et al. | An optical study on dislocation clusters in a slowly pulled silicon crystal | |
| Enstrom et al. | The effect of lattice parameter mismatch in NEA GaAs photocathodes grown on GaP/In x Ga1− x P substrates | |
| Maslar et al. | Raman spectroscopy of n-type and p-type GaSb with multiple excitation wavelengths | |
| JP2740903B2 (ja) | 化合物半導体基板の評価方法 | |
| Scheibler et al. | Fourier resolution of surface and interface contributions to photoreflectance spectra of multilayered structures | |
| Young et al. | Effect of heterostructure on the hole diffusion length of epitaxial GaAs | |
| JPH01182739A (ja) | 化合物半導体結晶の歪測定方法 | |
| Leitch et al. | The characterization of GaAs AND AlGaAs by photoluminescence | |
| Polla | Determination of carrier lifetime in Si by optical modulation | |
| Miner | Non-destructive, whole wafer assessment of optoelectronic epitaxial materials | |
| Moore et al. | Spatially resolved composition measurements of ternary epitaxial layers | |
| Luchenko et al. | Complex studies of properties of nanostructured silicon | |
| Ivanov et al. | Donor doping calibration in 4H-SiC using photoluminescence spectroscopy | |
| Dittrich | Correlation Between Photoreflectance and CV Measurements of n‐GaAs Epitaxial Layers |