半導体の融点直下に於ける熱平衡欠陥の研究

半导体熔点以下的热平衡缺陷研究

基本信息

批准号：
06750670
负责人：
上殿明良
金额：
$ 0.7万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750670/
关键词：
陽電子半導体格子欠陥

项目摘要

本研究では,次の装置開発を行った。既設の低速陽電子ビームラインに,超高真空中で,試料温度を上昇させる装置を開発した。装置は二種類あり,(1)赤外線を試料の裏面へ照射するものと,(2)WヒーターをBNで絶縁し,試料裏面に装着した形状のものである。いずれも,試料前面から,陽電子ビームが入射し,試料温度を変化させながら,陽電子削減γ線ドップラー拡がりが測定できるようになっている。また,試料温度を上昇させた際,γ線を検出するための半導体検出器の表面温度が上昇しないよう,水冷装置をステンレス容器に組み込んだ。また,試料がGeの場合,1000℃以上では,試料表面からGeの蒸発が激しいことがわかったので,測定時間を短縮するため,半導体検出器と試料間の距離を出来るだけ短くし,計数率が高くなるように装置の構造を変更した。熱平衡実験に先立ち,Siの熱処理による,欠陥の導入過程を陽電子により研究した。この実験により,Cz-Siの温度を1000℃で数十時間維持すると,陽電子寿命が減少することがわかった。この試料について電子線照射により,空孔型欠陥を導入すると,酵素-空孔複合体が高濃度で形成されていることがわかった。その濃度は6x10^<16>cm^<-3>であった。このことから,1000℃付近の熱処理は,酸素のマイクロクラスターが導入される原因となることがわかった。ここで,マイクロクラスターのサイズは,特定できていないが,電子顕微鏡の検出限界以下のサイズである。この結果は,高温熱平衡実験の結果の解釈に有意な指標をあたえるものである。ヒーターを組み込んだ低速陽電子ビームラインで,試料の温度を上昇させた結果,温度の不均一性があり,安定な測定は難しいことがわかった。これは,試料ホルダーの改良により,克服されると考えられ,制作中である。

在这项研究中，开发了以下设备。已经开发了一种设备，以在现有的低速正电子光束线上在超高真空中提高样品温度。有两种类型的设备：（1）将红外线照射到样品背面，（2）将W加热器与BN绝缘并连接到样品背面。在这两种情况下，正电子束都来自样品的前部，使正电子还原伽马射线多普勒在更改样品温度时进行测量。此外，将水冷却装置掺入不锈钢容器中，以防止半导体检测器的表面温度在升高样品温度时检测伽马射线的上升。此外，当样品为GE时，发现GE的蒸发在1000°C或更高时从样品表面严重，并且为了缩短测量时间，尽可能缩短了半导体检测器和样品之间的距离，并尽可能地缩短了设备的结构以提高计数率。在进行热平衡实验之前，使用正电子来研究了通过热处理Si引入缺陷的过程。该实验表明，将CZ-SI的温度保持在1000°C几十小时，可降低正电子寿命。已经发现，当该样品上的电子束照射引入空缺缺陷时，在高浓度下形成了酶 - 胶合络合物。它的浓度为6x10^<16> cm^<-3>。这表明在1000°C左右的热处理会导致氧气的引入。在这里，尽管无法指定微簇的大小，但它们小于电子显微镜的检测极限。该结果为解释高温热平衡实验的结果提供了重要的指标。样品的温度升高，正电子光束线掺有加热器，发现温度不均匀，稳定的测量很难。人们认为这可以通过样本持有人的改进来克服，目前正在生产中。