JP2007322411A - Measuring method and analytical method of energy level - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、酸化物、半導体、金属等のバンドギャップエネルギーや不純物のエネルギー準位の測定方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring band gap energy of oxides, semiconductors, metals, etc. and energy levels of impurities.
絶縁体材料のバンドギャップ内に存在する欠陥準位を測定する方法として、カソードルミネッセンス法が知られている。この方法は、高速の電子線を絶縁体材料に照射し、その際に絶縁体材料から発生する光(フォトン)を分光計測することで、分光のピーク波長から伝導体の底から欠陥準位までのエネルギーを解析する技術である。この方法で測定される分光スペクトルは、結晶欠陥の基底状態ではなく、電子線照射によって欠陥から電子が放出されて、欠陥の周囲の結晶配置が変化したのちの電子状態である。したがって、基底状態にある欠陥準位そのものを計測することは不可能である。さらに、カソードルミネッセンス測定では、欠陥準位や不純物準位よりも励起状態にある電子をもちいるので、伝導帯の下端から測定したエネルギー差でしか欠陥準位等のエネルギーを決定することが出来ないという問題があった。バンドギャップエネルギーを計測する他の方法として、光電子分光法が知られている。 A cathode luminescence method is known as a method for measuring a defect level existing in a band gap of an insulator material. This method irradiates an insulator material with a high-speed electron beam and spectroscopically measures the light (photon) generated from the insulator material at that time, from the peak wavelength of the spectrum to the defect level from the bottom of the conductor. It is a technology to analyze the energy of. The spectrum measured by this method is not the ground state of the crystal defect, but the electronic state after electrons are emitted from the defect by electron beam irradiation and the crystal arrangement around the defect is changed. Therefore, it is impossible to measure the defect level itself in the ground state. Furthermore, since the cathode luminescence measurement uses electrons in the excited state rather than the defect level and impurity level, the energy such as the defect level can be determined only by the energy difference measured from the lower end of the conduction band. There was a problem. As another method for measuring the band gap energy, photoelectron spectroscopy is known.
光電子分光法は、試料に照射する光を掃引しながら、試料表面から放出される光電子を計測することで、電子準位から電子放出準位までのエネルギーを求めるものである。
電子放出準位は、真空準位と仕事関数が合わさった値であるので、不純物準位を直接決定することが出来ないという問題点があった。
Since the electron emission level is a value obtained by combining the vacuum level and the work function, there is a problem in that the impurity level cannot be determined directly.
本発明は、バンドギャップの大きさや、欠陥準位や不純物準位などの捕獲中心のエネルギー準位を正確に測定できる技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique capable of accurately measuring the size of a band gap and the energy level of a trap center such as a defect level and an impurity level.
上記課題を解決するため、本発明は、バンドギャップを有する測定対象物質で構成された試料に荷電粒子を照射し、前記試料の前記荷電粒子が照射された場所から放出された放出光を検出し、前記放出光に含まれる光の波長から、前記試料の価電子帯と伝導帯の間に存し、前記放出光に含まれる光を発生させたエネルギー準位の値を求めるエネルギー準位の測定方法である。
また、本発明は、前記荷電粒子は原子イオン又は分子イオンであるエネルギー準位の測定方法である。
また、本発明は、前記荷電粒子を200V以下の電圧で加速させ、前記試料に照射するエネルギー準位の測定方法である。
また、本発明は、バンドギャップを有する測定対象物質に含まれる捕獲中心の内容と、前記捕獲中心によって生成される光の波長とを予め測定して関連付けておき、前記測定対象物質で構成された試料に荷電粒子を照射し、前記試料の前記荷電粒子が照射された場所から放出された放出光を検出し、前記放出光に含まれる光の波長と前記関連付けから、前記試料の前記捕獲中心の内容を特定する分析方法である。
また、本発明は、前記荷電粒子に、原子イオン又は分子イオンを用いる分析方法である。
また、本発明は、前記荷電粒子を200V以下の電圧で加速させ、前記試料に照射する分析方法である。
In order to solve the above-described problem, the present invention irradiates a sample made of a measurement target substance having a band gap with charged particles, and detects emitted light emitted from the sample irradiated with the charged particles. Measurement of the energy level from the wavelength of the light contained in the emitted light to obtain the value of the energy level that is between the valence band and the conduction band of the sample and generated the light contained in the emitted light Is the method.
The present invention is also a method for measuring an energy level, wherein the charged particles are atomic ions or molecular ions.
Further, the present invention is a method for measuring an energy level in which the charged particles are accelerated at a voltage of 200 V or less and irradiated on the sample.
In the present invention, the content of the capture center contained in the measurement target substance having a band gap and the wavelength of the light generated by the capture center are previously measured and related, and the measurement target substance is configured. Irradiating the sample with charged particles, detecting emitted light emitted from the charged particle irradiated portion of the sample, and detecting the wavelength of the light contained in the emitted light and the association to determine the capture center of the sample. It is an analysis method that identifies the contents.
The present invention also provides an analysis method using atomic ions or molecular ions for the charged particles.
Further, the present invention is an analysis method in which the charged particles are accelerated at a voltage of 200 V or less and irradiated on the sample.
本発明の発明者等は、スパッタリングが生じない低エネルギーのイオンビームを試料に照射すると、試料から、試料の価電子帯と欠陥等の捕獲中心のエネルギー準位の差に応じた波長の光が放出されることを発見した。 When the inventors of the present invention irradiate a sample with a low-energy ion beam that does not cause sputtering, light of a wavelength corresponding to the difference in energy level between the sample's valence band and the capture center such as a defect is emitted from the sample. I found it released.
試料から放出される光のエネルギー分布を分析すると、捕獲中心のエネルギー準位が分かる。また、予め測定しておいた捕獲中心の内容とエネルギー準位の関係から、試料に含まれる微量物質を特定することもできる。
いずれの場合も、イオンビームの加速電圧は、200V以下が望ましい。
By analyzing the energy distribution of the light emitted from the sample, the energy level of the trap center can be found. In addition, it is possible to specify a trace substance contained in a sample from the relationship between the content of the capture center measured in advance and the energy level.
In either case, the acceleration voltage of the ion beam is desirably 200 V or less.
バンドギャップ内に存在する複数の欠陥準位、不純物準位等の捕獲中心のエネルギーを、それぞれ伝導帯の下端および価電子帯の上端近傍の基準エネルギー点からのエネルギー差で規定することで、バンドギャップエネルギーや、バンドギャップ内に存在する欠陥準位、不純物準位、電子トラップのエネルギー準位、不純物準位を高精度に求めることができる。 By defining the energy of the trap centers such as multiple defect levels and impurity levels existing in the band gap by the energy difference from the reference energy point near the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band, respectively. The gap energy, the defect level existing in the band gap, the impurity level, the energy level of the electron trap, and the impurity level can be determined with high accuracy.
先ず、本発明の基本原理を説明する。
分析対象試料に荷電粒子(以下、「イオン」と言う)のビームが照射されると、いわゆるオージェ過程によって試料から電子が放出されるが、本発明の発明者等は、バンドギャップを有する試料にイオンビームが照射されたときには、電子放出に伴い、試料から光も放出されることを発見した。
First, the basic principle of the present invention will be described.
When the sample to be analyzed is irradiated with a beam of charged particles (hereinafter referred to as “ion”), electrons are emitted from the sample by a so-called Auger process. It was discovered that when an ion beam is irradiated, light is also emitted from the sample along with electron emission.
この光は、イオンビーム照射によって生成された正孔や電子に起因すると予想されたが、不純物準位が既知の物質を用い、放出される光の強度を測定したところ、照射イオンの加速電圧が小さい場合は、観測される光は、不純物準位と価電子帯の差のエネルギーを持つことが分かった。 This light was expected to be due to holes and electrons generated by ion beam irradiation, but when the intensity of the emitted light was measured using a substance with a known impurity level, the acceleration voltage of the irradiated ions was When it was small, it was found that the observed light had the energy of the difference between the impurity level and the valence band.
これは、イオン照射によって生成された正孔が、価電子帯から、捕獲中心の準位(伝導帯と価電子帯の間に位置する準位)に遷移したことで光が放出されたことを示していると考えられる。
従って、放出光のエネルギー、即ち、放出光の波長を測定すると試料の捕獲中心準位を測定することが可能になる。
イオンを試料に照射すると、試料に流れた電流から、生成された正孔に起因する電流成分を抽出することができ、生成された正孔の個数も分かる。
This is because light was emitted when holes generated by ion irradiation transitioned from the valence band to the level of the trap center (the level located between the conduction band and the valence band). It is thought that it shows.
Therefore, when the energy of the emitted light, that is, the wavelength of the emitted light is measured, it becomes possible to measure the capture center level of the sample.
When the sample is irradiated with ions, the current component caused by the generated holes can be extracted from the current flowing in the sample, and the number of generated holes can be known.
図3は、イオンの加速電圧と放出電子の収率の関係を示したグラフであり、図4は、イオンの加速電圧と放出光の強度の関係を示したグラフである。それぞれ、横軸はイオンの加速電圧、縦軸は正孔一個当たりの電子収率又は放出光強度である。
加速電圧が200V以下の範囲では、正孔一個当たりの放出電子の収率と放出光の強度は一定値になっているが、加速電圧が200Vよりも大きくなると、加速電圧に比例して、正孔一個当たりの収率も光強度も大きくなっている。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the acceleration voltage of ions and the yield of emitted electrons, and FIG. 4 is a graph showing the relationship between the acceleration voltage of ions and the intensity of emitted light. The horizontal axis represents the ion acceleration voltage, and the vertical axis represents the electron yield or emitted light intensity per hole.
When the acceleration voltage is 200 V or less, the yield of emitted electrons per hole and the intensity of emitted light are constant, but when the acceleration voltage is greater than 200 V, the positive voltage increases in proportion to the acceleration voltage. The yield per hole and the light intensity are increased.
イオンビーム中のイオンが正孔と電子を発生するエネルギーは、荷電粒子のイオン化ポテンシャルと運動エネルギーの和であると予想されている。そのため、イオン照射による二次電子放出効率を測定した場合、照射イオンの運動エネルギーが大きい場合、即ち加速電圧が大きい場合、二次電子放出効率が増加し始める加速電圧の閾値が存在する。イオン照射による光放出を計測する場合には、この閾値のほぼ相当する加速電圧から光放出が増加し始める現象が観測される。これは、光放出計測では、照射イオンによって試料表面からスパッタされた原子や分子による発光成分が重畳されることを示唆している。したがって、光放出計測の場合、スパッタによる発光成分を除外するために、照射イオンの加速電圧を制御する必要があるが、本発明の場合、200V以下での加速電圧が望ましい。 The energy at which ions in an ion beam generate holes and electrons is expected to be the sum of the ionization potential and kinetic energy of charged particles. Therefore, when the secondary electron emission efficiency by ion irradiation is measured, when the kinetic energy of the irradiation ions is large, that is, when the acceleration voltage is large, there is an acceleration voltage threshold at which the secondary electron emission efficiency starts to increase. When light emission due to ion irradiation is measured, a phenomenon is observed in which light emission starts to increase from an acceleration voltage substantially corresponding to this threshold value. This suggests that in the light emission measurement, light emission components due to atoms and molecules sputtered from the sample surface by the irradiated ions are superimposed. Therefore, in the case of light emission measurement, it is necessary to control the acceleration voltage of irradiated ions in order to exclude the light emission component caused by sputtering. In the present invention, an acceleration voltage of 200 V or less is desirable.
本発明の測定原理を従来技術と比較した場合、従来技術のような、電子照射により欠陥準位を測定するカソードルミネッセンス法では、試料に高エネルギー電子を過剰に注入するので、測定中に、試料の結晶性変化が懸念される。もっとも留意すべきは、カソードルミネッセンス法では、欠陥から電子が放出されたあとの欠陥準位を測定するので、欠陥の基底状態でのエネルギー準位やその存在確率を求めることができないという点である。 When the measurement principle of the present invention is compared with the prior art, the cathode luminescence method that measures the defect level by electron irradiation as in the prior art injects excessively high energy electrons into the sample. There is concern about the crystallinity change. The most important thing to note is that the cathodoluminescence method measures the defect level after electrons are emitted from the defect, so the energy level in the ground state of the defect and its existence probability cannot be determined. .
これに対して、本発明によれば、オージェ中和反応では電子、正孔は穏やかに生成するので、正孔は一旦エネルギー幅の狭い始状態にとどまった後、欠陥準位、不純物準位と相互作用する。したがって、本発明では、生成する光のエネルギー幅と強度は、始状態すなわち正孔のエネルギー幅と、欠陥準位、不純物準位のエネルギー幅との積によって決まるので、極めて精度の高い捕獲中心解析が可能である。 On the other hand, according to the present invention, electrons and holes are generated gently in the Auger neutralization reaction, so that the holes once remain in the initial state with a narrow energy width, and then the defect level, impurity level and Interact. Therefore, in the present invention, the energy width and intensity of the generated light are determined by the product of the initial state, that is, the energy width of the holes, the energy width of the defect level, and the impurity level. Is possible.
欠陥準位、不純物準位の検出限界濃度を比較した場合、本発明では、欠陥準位、不純物準位と相互作用する前の正孔のエネルギー準位を極めて狭いエネルギー幅に規定できるので、欠陥準位、不純物準位との相互作用の結果放出されるフォトンは、単色性に優れているうえに、フォトン数も極めて大きい。そのため、1ppbオーダーの欠陥準位、不純物濃度の検出が可能である。 When comparing the detection limit concentration of defect level and impurity level, the present invention can define the energy level of holes before interacting with the defect level and impurity level to a very narrow energy width. The photons emitted as a result of the interaction with the level and impurity level are excellent in monochromaticity and have a very large number of photons. Therefore, it is possible to detect a defect level and impurity concentration on the order of 1 ppb.
また、捕獲中心の密度と放出光に含まれる光の光強度は比例するので、予め捕獲中心の濃度が判明している試料を測定しておき、同種同強度のイオンビームを照射して得られた分光分析結果の光強度のピークを比較することで、試料おおよその欠陥密度を求めることもできる。 In addition, since the density of the capture center is proportional to the light intensity of the light contained in the emitted light, it can be obtained by measuring a sample whose concentration of the capture center is known in advance and irradiating an ion beam of the same type and intensity. The approximate defect density of the sample can also be obtained by comparing the light intensity peaks of the spectroscopic analysis results.
イオン種については、照射されるイオンのイオン化ポテンシャルが、価電子帯の上端エネルギー、すなわちHOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)準位よりも大きければオージェ中和反応が進行する。したがって、測定対象である試料の価電子帯構造により計測に適したイオン種が決まる。 For the ion species, Auger neutralization reaction proceeds if the ionization potential of the irradiated ion is larger than the upper energy of the valence band, that is, the HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) level. Therefore, the ion species suitable for measurement is determined by the valence band structure of the sample to be measured.
たとえば、試料が酸化マグネシウム(MgO)の場合、バンドギャップエネルギーは7.5eV〜7.8eVであり、さらに伝導帯の下端のエネルギーから真空準位まではおよそ1eVであるので、およそ9eV以上のイオンポテンシャルがあればオージェ中和反応が起きるので、この条件に合致するイオン種を照射すればよい。 For example, when the sample is magnesium oxide (MgO), the band gap energy is 7.5 eV to 7.8 eV, and since the energy from the lower end of the conduction band to the vacuum level is about 1 eV, ions of about 9 eV or more are used. If there is potential, Auger neutralization reaction occurs, so it is sufficient to irradiate ion species that meet this condition.
価電子帯の深い準位でオージェ中和反応が起きた場合には、電子は伝導帯まで励起されないこともあるが、正孔のみで欠陥準位、不純物準位と相互作用するので、価電子帯の上端から測定したエネルギー準位を求めることができるという利点がある。 When an Auger neutralization reaction occurs at a deep level in the valence band, the electron may not be excited to the conduction band, but interacts with the defect level and impurity level only with holes, so the valence electron There is an advantage that the energy level measured from the upper end of the band can be obtained.
アルカリ金属イオンなど、イオンによっては試料表面に化学吸着することもある。化学吸着を避けたい場合には希ガスイオン、または窒素(N)イオンを照射すればよい。半導体材料にボロン(B)、リン(P)などのイオン打ち込みをする際にも、本発明の原理によるバンドギャップ、不純物準位、欠陥準位のその場観察が可能である。例えば、シリコン材料にn型元素をドーピングする際、半導体であるシリコンのバンドギャップ内に形成される不純物準位の形成過程、不純物濃度の解析をイオン打ち込みと同時に行えるので、イオン打ち込みプロセスの最適化に使えるという効果がある。 Some ions, such as alkali metal ions, may be chemisorbed on the sample surface. In order to avoid chemical adsorption, rare gas ions or nitrogen (N) ions may be irradiated. Even when boron (B), phosphorus (P), or the like is ion-implanted into a semiconductor material, in-situ observation of the band gap, impurity level, and defect level according to the principle of the present invention is possible. For example, when doping an n-type element into a silicon material, the process of forming impurity levels formed in the band gap of silicon, which is a semiconductor, and the analysis of impurity concentration can be performed simultaneously with ion implantation, so that the ion implantation process can be optimized. There is an effect that can be used.
本発明は、オージェ中和反応による電子、正孔生成が出発点である。そのため、試料表面に照射されるイオンは、原則から言えば運動エネルギーはゼロでも良いが、表面でのチャージアップに抗して表面に正イオンが照射される必要があるので、そのための運動エネルギーは必要である。また、チャージアップに抗するに必要な運動エネルギー以上の加速電圧でイオン照射した場合でも、正イオンによる正孔注入が促進されるので、正孔と欠陥準位、不純物準位との相互作用頻度が増大して、発光強度が増すという効果がある。
バンドギャップエネルギーが10eVの場合、本発明では124nmより長波長側で分光計測すれば十分である。
The starting point of the present invention is the generation of electrons and holes by Auger neutralization reaction. Therefore, in principle, the kinetic energy of ions irradiated on the sample surface may be zero, but it is necessary to irradiate the surface with positive ions against charge-up on the surface, so the kinetic energy for that is is necessary. In addition, even when ions are irradiated at an acceleration voltage higher than the kinetic energy necessary to resist charge-up, hole injection by positive ions is promoted, so the frequency of interaction between holes, defect levels, and impurity levels. Increases the emission intensity.
When the band gap energy is 10 eV, it is sufficient in the present invention to perform spectroscopic measurement at a wavelength longer than 124 nm.
次に、本発明の測定方法を、測定装置と共に説明する。
図1を参照し、符号1は本発明の測定方法を実施できる測定装置の一例であり、真空槽11を有している。真空槽11には真空排気系28が接続されており、この真空排気系28によって、真空槽11内部は真空雰囲気にされている。
真空槽11の内部には、試料載置台12が配置されている。図1の符号15は、試料載置台12上に配置された試料を示している。
Next, the measuring method of the present invention will be described together with the measuring device.
Referring to FIG. 1,
A sample mounting table 12 is disposed inside the
真空槽11内には、イオン源16が配置されている。イオン源16には、ガス導入系14が接続されており、ガス導入系14から導入した照射用ガスをイオン源16内部でイオン化し、加速電圧によって加速し、イオンビーム21として試料15に照射するように構成されている。
An
用いる照射用ガスは、イオン化エネルギーが試料15の価電子帯のエネルギーより大きい物質であり、真空槽11内が10-6Pa程度の真空雰囲気の状態で、イオンビーム21を試料15に照射すると、照射されたイオンが試料15の表面の原子とオージェ中和反応し、電子正孔対が生成される。イオン化エネルギーは、Heが25eV、Neが21eV、Xeが12eVである。
生成された正孔が捕獲中心のエネルギー準位に遷移するとき、試料15のイオンビーム21が照射された部分から電子と放出光22が放射される。
The irradiation gas used is a substance whose ionization energy is larger than the energy of the valence band of the
When the generated holes transit to the energy level of the capture center, electrons and
真空槽11の内部には、イオンビーム21が照射された部分から放射される放出光22を検出する受光装置17が配置されている。
真空槽11の外部には、受光装置17が検出した放出光22の波長と光強度(光量)を測定する分光分析装置18が配置されている。
Inside the
A
受光装置17は、入射した放出光22に含まれる光の波長と、その波長の光の強度を測定する装置であり、ここでは、350nm〜650nmの範囲の波長の光を測定できる装置が用いられている。
分光分析装置18は、測定された放出光22の波長と光強度の関係から、所定値以上の相対強度を有する波長を検出する。試料15の組成が分かっている場合、価電子帯のエネルギー準位は判明しているから、検出光の波長から、不純物準位を決定することができる。
The
The
図5〜図8は、MgO薄膜又はMgOとCeOの混合物の薄膜の測定結果を示すグラフであり、400nm、450nm、500nm、550nm、600nmの光の強度を結ぶ曲線が示されている。450nm付近と550nm付近にそれぞれピークが観察される。これらは正孔が放射した光であり、波長から、試料15の捕獲中心の準位が求められる。
試料15中に含有されている微量物質の成分が不明である場合、放出光の波長をデータベースと照合することで、不明な未知物質を同定することができる。
5 to 8 are graphs showing measurement results of the MgO thin film or the mixture of MgO and CeO, and show curves connecting the light intensities of 400 nm, 450 nm, 500 nm, 550 nm, and 600 nm. Peaks are observed around 450 nm and 550 nm, respectively. These are lights emitted by holes, and the level of the capture center of the
When the component of the trace substance contained in the
この測定装置1では、解析装置19と記憶装置20とを有している。
含有されている可能性がある微量物質にイオンを照射したときに放射される光の波長を予め測定しておき、記憶装置20に記憶させておき、未知物質が含有されている試料にイオンを照射したとき、放出光に含まれる光の波長を検出し、解析装置19によって記憶装置20の記憶内容と比較・照合すると、試料15に、含まれている微量物質を同定することができる。
なお、試料15にイオンが照射され、光が放出される際には、オージェ遷移により、光と一緒に電子も放出される。
This measuring
The wavelength of light emitted when ions are irradiated to a trace substance that may be contained is measured in advance, stored in the
When the
図1の測定装置1では、入射電子の信号を増倍する電子増倍管26と、エネルギー分布を測定する分光分析器27が配置されており、試料15から光と一緒に放出された電子のエネルギー分布が測定され、試料15の表面(深さ数nm程度)の元素の同定、定量を行えるようになっている。
In the
次に、図2は、本発明方法を実施できる測定装置の他の例である。
この測定装置2と図1の測定装置1とで、共通する部材には同じ符号を付して説明を省略する。
この測定装置2は、受光装置17と分光分析装置18に替え、光フィルタ31と光電子増倍管33とを有している。
Next, FIG. 2 is another example of a measuring apparatus that can implement the method of the present invention.
In this
The measuring
光フィルタ31は特定波長の光を通過させ、他の波長の光は通過させない帯域通過型のフィルタであり、予め判明している試料13の捕獲中心に起因する光の波長が通過するようにされている。
光フィルタ31を通過した光は、光電子増倍管33に入射し、大量の電子が生成され、解析装置19によって、通過光の光強度が増幅して検出される。光電子増倍管33の増倍曲線から、増倍前の光強度を算出すると、試料15から放出された光のうちの光フィルタ31が通過させる波長の光強度が分かる。
The
The light that has passed through the
光フィルタ31を交換し、別の波長の光を通過させるようにすると、複数の波長の光の強度を検出することができる。上記図5〜8は、5枚のフィルタを交換して5種類の波長(400nm、450nm、500nm、550nm、600nm)の光強度を測定した結果である。
If the
この測定装置2でも、電子増倍管26と分光分析器27とを設け、放出される電子も検出し、電子のエネルギー分布を測定してもよい。
なお、上記測定対象物質がMgOの場合、バンドギャップのエネルギーは7.5eV〜7.8eVであり、160nm以上の大きさの波長を測定できれば、MgOから放出される光を全て測定することができるが、実用上、波長250nm以上700nm以下の範囲で測定できればよい。
This measuring
When the measurement target substance is MgO, the energy of the band gap is 7.5 eV to 7.8 eV, and if the wavelength of 160 nm or more can be measured, all the light emitted from MgO can be measured. However, it may be practically possible to measure in the wavelength range of 250 nm to 700 nm.
また、本発明で測定できる試料15は単結晶や薄膜に限定されるものではなく、イオンが照射される部分が絶縁物や半導体等のバンドギャップを有する物質であればよい。
また、試料15に照射できるイオンビームのイオンは、He,Ne,Ar,Xe,Kr等の希ガスの他、水素(H)、酸素(O)、窒素(N)、ボロン(B)、リン(P)、砒素(As)、ガリウム(Ga)、アルカリ金属等のイオンを用いることができる。
それらは、いずれか一種を単独に照射してもよいし、二種以上の元素のイオンを混合して照射してもよい。
In addition, the
Further, ions of the ion beam that can be applied to the
Any one of them may be irradiated alone, or ions of two or more elements may be mixed and irradiated.
以上は、測定対象の試料や基板に原子イオンを照射する場合について説明したが、本発明の荷電粒子には電子や陽子等の電荷を有する素粒子や分子のイオンも含まれる。例えば、物質に電子を照射し、二次電子を観察するオージェ分析に於いて、二次電子の測定に代え、又は二次電子の測定に加え、電子照射で発生する光を検出し、光強度と波長を測定する分析方法や測定方法も本発明に含まれる。 Although the case where atomic ions are irradiated to the sample or substrate to be measured has been described above, the charged particles of the present invention include elementary particles and molecular ions having charges such as electrons and protons. For example, in Auger analysis in which a substance is irradiated with electrons and the secondary electrons are observed, instead of measuring the secondary electrons, or in addition to measuring the secondary electrons, the light generated by the electron irradiation is detected and the light intensity is detected. An analysis method and a measurement method for measuring the wavelength are also included in the present invention.
11……真空槽
15……試料
17……受光装置
18……分光分析装置
19……解析装置
20……記憶装置
21……イオンビーム
22……放出光
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記試料の前記荷電粒子が照射された場所から放出された放出光を検出し、
前記放出光に含まれる光の波長から、前記試料の価電子帯と伝導帯の間に存し、前記放出光に含まれる光を発生させたエネルギー準位の値を求めるエネルギー準位の測定方法。 A charged particle is irradiated to a sample composed of a measurement target substance having a band gap,
Detecting the emitted light emitted from the place where the charged particles of the sample are irradiated;
Energy level measurement method for obtaining a value of an energy level existing between a valence band and a conduction band of the sample and generating light contained in the emitted light from a wavelength of light contained in the emitted light .
前記測定対象物質で構成された試料に荷電粒子を照射し、
前記試料の前記荷電粒子が照射された場所から放出された放出光を検出し、
前記放出光に含まれる光の波長と前記関連付けから、前記試料の前記捕獲中心の内容を特定する分析方法。 The content of the capture center contained in the measurement target substance having a band gap and the wavelength of the light generated by the capture center are measured and associated in advance,
Irradiating charged particles to a sample composed of the measurement target substance,
Detecting the emitted light emitted from the place where the charged particles of the sample are irradiated;
An analysis method for identifying the content of the capture center of the sample from the wavelength of light contained in the emitted light and the association.
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