シリコン結晶研究のルネッサンス
炭素
炭素濃度の低温赤外吸収による測定法
初めに
炭素の赤外吸収は低温測定で始められました。
欧米では炭素濃度測定の赤外測定は低温が主流でした。
低温にするとピーク高さは2倍に、フォノン吸収は1/1.5になって量的な優位が考えられたからです。
但し実際には位をスタットを使う不利のため余り効果がありませんでした。
我々は低濃度において、室温では微分フォノンバンドが妨害となることを明らかにしていました。
そして低温化によりピークが鋭くなり、微分フォノンバンドが分離されるため有利になることを明らかにしました。
1013/p3が妨害無く測れます。
アボガドロ結晶の炭素濃度2x1014/p3の測定が報告されています。
参考
炭素の低温赤外吸収の文献
Vibrational absorption of carbon in silicon
R. C. Newman and J. B. Willis
Journal of Physics and Chemistry of Solids, Volume 26, Issue 2, February 1965, Pages 373-379.
https://doi.org/10.1016/0022-3697(65)90166-6.
初めて同定した論文、低温測定
Effect of Carbon on the Lattice Parameter of Silicon
J. A. Baker and T. N. Tucker
Journal of Applied Physics 39, 4365 (1968);
https://doi.org/10.1063/1.1656977
炭素による格子定数の縮小の最初の指摘、ダウコーニング社（後のヘムロックにつながる）
Determination of Carbon in Silicon by Infra-red Absorption Spectroscopy: a Comparison of Room Temperature and Low Temperature Measurement
*B. O. Kolbesen and T. Mladenovi?
Kristall und Technik, 15. pp. K1-K2 (1980).
室温と低温の比較、ピーク吸光度は2.25倍、78K以下は変わらない、
Measurement of Carbon Concentration in Polycrystalline Silicon Using FTIR
Lydia L. Hwang1, John Bucci1 and James R. McCormick1
Lydia L. Hwang et al 1991 J. Electrochem. Soc. 138-2, pp. 576 10.1149/1.2085631.
ポリシリコン、Hemlock
低温
Improved Measurement Of Carbon In Poly- And CZ Crystal Silicon By Means Of Low Temperature FTIR
M. Porrini, I. Cr?ssmann, M. G. Pretto, R. Scala and R. Wolf
Solid State Phenomena Vols. 108-109 (December 2005) pp. 591-595
ポリシリコン、MEMC, Wacker
低温
1x1015/p3