表面分析からこんなことがわかります

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はじめに

SIMSは様々な材料中に含まれる微量不純物の濃度を調べるのに適した手法です。特に、不純物制御によって特性が大きく変化する半導体材料分野では、ドーパント不純物(添加不純物)の深さ濃度分布や、プロセスから混入する汚染不純物の濃度評価に多く利用されています。
ここでは、サファイア基板上に高品質のAlGaN層を形成するために、バッファ層(緩衝層)として用いられる2種類のAlN薄膜中の不純物濃度をSIMSで調べた事例を紹介します。

SIMSによるAlN膜中の不純物分析

図1、図2はそれぞれスパッタリング法とMOVPE法(有機金属気相成長法)で成膜したAlN膜中に含まれるC,O,Siの深さ方向濃度の結果です。C,O,Siは左軸の濃度(原子数/ cm3)に対応します。AlはAlN層の位置を示すマーカー元素としてモニターしたもので、右軸のイオン強度に対応します。成膜方法の異なる2種類の膜でC,O,Siの濃度分布が異なることがわかります。SIMSでは、このように不純物濃度の違いを明確に知ることが出来ます。

■ 図1:スパッタリング法で成膜したサファイア基板上のAlN膜
図
■ 図2:MOVPE法で成膜したサファイア基板上のAlN膜
図

試料提供:三重大学 三宅秀人 先生

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