〔プレスリリース〕半導体中の添加原子と周辺の3次元配列を観察 ~光電子ホログラフィーを用いた半導体素子評価技術を開発~

研究成果 2017/12/21

 物質創成科学研究科の松井文彦准教授の研究グループは、東京工業大学及び公益財団法人高輝度光科学研究センター(JASRI)、大阪大学、名古屋工業大学と共同で、シリコン(Si)結晶に添加した、ヒ素(As)原子周辺の3次元原子配列構造の観察に成功しました。これは、結晶中の添加元素を選択的に10億倍まで拡大・観察できる、光電子ホログラフィー法及び解析理論の開発による世界初の成果です。

 Si中のAsは、単独で結晶格子位置を置換し電気的に活性な構造、Si空孔周りにAs原子が複数集まり電気的に不活性な構造、As周りのSiがランダムに配置する電気的に不活性な構造の3種類の構造を持ちます。今回、これらの濃度比も明らかにしました。この観察手法は、多くの半導体製造技術で課題となる添加元素の活性化率を高めるプロセスの技術開発などに役立つと考えられます。

 なお、この光電子ホログラフィー実験は、大型放射光施設SPring-8の軟X線固体分光ビームライン(BL25SU)で実施されました。

 本研究成果は、2017年11月17日付けの米国の科学誌「Nano Letters」に掲載されました。

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