シリコン結晶の赤外吸収のデータベース

初めに
シリコン結晶の赤外吸収は、結晶欠陥の研究や、軽元素不純物の測定に広く使われています。
軽元素と真性点欠陥の複合体の研究は、粒子線照射誘起複合体やgrown-in欠陥の発生メカニズムの解明に無くてはならない方法です。
その特長は、ほぼあらゆる種類の複合体を検出し、同定し、濃度を高感度で測定できることです。
歴史が長く、研究報告が膨大で、一部は未同定や、研究者により異なる同定をされていることがあります。
これまでにそのデータベースを作って学術誌に論文の形で発表してきました。
その後に発見や同定した吸収があり、必要としている人は論文を読むとは限らないことから、ホームページで公開していくことにしました。

1軽元素と真性点欠陥の複合体の赤外吸収の概要
シリコン単結晶は信号デバイスとパワーデバイスの基板として用いられ、主に含まれる酸素と炭素の不純物は、デバイス特性を左右するため、その濃度や挙動は重要です。
濃度はシリコン基板の最重要な仕様であり、赤外吸収法が公式の測定法として用いられています。
窒素は、1995年にMOSデバイスの酸化膜耐圧不良の原因として空洞欠陥が発見されてからgrown-in欠陥の抑制法として窒素ドーピングが盛んとなり、研究も盛んになりました。
水素は、以前から水素パッシベーション関連などで研究されています。
粒子線照射誘起の不純物・真性点欠陥複合体は、その研究の手段として、また放射線の強い宇宙空間や原子炉周りのデバイスの耐放射線強化の研究手段として研究が盛んです。

2 データベース
軽元素不純物と真性点欠陥の複合体の吸収は、種類が多いため、研究開発で検出した場合には、同定するために過去の研究報告の全てに目を通さなければなりません。その上、問題としている吸収のピーク位置が文献と異なっていたり、報告されていなかったり、文献によって同定が異なっていたり、間違っていたりします。
そこで既存文献をもとにしたデータベースがあると便利ですが存在しません。
このため、年から、照射誘起複合体の研究成果を学術誌に掲載する際に関連の部分のデータベースをを付録などの形で学術誌に発表してきました。
しかし紙面に限りがあることから、出典などを十分に載せられませんでした。
そこでここにHPでの形で公表を始めることにします。

common type:
1
2
3
4
5
6
7
dipole
Cs
605
1206
1
LT
607
Oi
514
1107
3.85
LT
515
1136
VO
531
830
876
3.4
LT
534
835.8
865.3
1370
VO-
877.1
--
--
LT
545
885.2
1430.1
formed by annealing:
VO2
889
1.7
LT
895.5
V2O2
829
LT
923
1000
VO2*
1000
LT
928.4
1003.8
V2O
826
LT
833.4
990
V2O2
V3O
839
LT
842.4
VO3
905
969
1000
985
LT
910
975.9
1105
991
VO3C
902
956
1025
LT
VO4
985
1009
LT
991
1014
VO5, VO6
LT
991
1011
1024
1040.6
1042.7
1056
1062
1097
1099
1108
C-rich type:
Ci   LT
922
932
CiOi
527
537
545
583
738
862
1109
1.2
LT
529.6
542
549.8
588
742.8
865.9
1116.3
ICiOi
936
1020
1.2
LT
939.8
1024.2
ICi
954
962
1.3
LT
960.1
966.7
I2CiOi
994
3.4
LT
998
I3CiOi
988
3.4
991
formed by annealing:
dipole
CsO
585
635
685
1096
1104
LT
588.5
1104
1104.2
2.4
CsO2
1048
1094
2.4
LT
1099.5
ICiOi*   LT
724.5
952.1
973.1
ICiOi**
947
966
1
LT
951.3
969.3
977.8
#1020
1020
1.2
C-lean type:
I Oi
944.3
956.2?
LT
911
1031
IO2i
911
1031
LT
545
922.2
1037.2
I2O2i
916
LT
545
918
1034
IO3i
LT
956
1054
I2Oi
936
O2i
552
686
1013
1062
1105?
LT
555.8
690.1
1012.4
1059.8
1105.3
O3i
LT
1006
O-lean type:
CiCs(G)
576
726
LT
540.6
543.3
579.8
640.6
730.4
842.4
CsCs
527.4
748.7
LT
578
730
975
988
999
1006
1013
TDD
580
730
1000
LT
intrinsic point defect cluster
V2 (1.8 mm)
2766
1.7um
I3 (W)   LT
62.7meV
LT
564.6
I4 (X)   LT
66.2meC
67.9mmeV
69.0meV
LT
534
548
557
nitrogen
NN
766
963
0.9
(NN)O8019961027




O(NN)O8101018





shallow thermal donor







NO714946





(NO)O736?






O(NO)







O(NO)O9731002





ONO8551065





ONO,LT8601070














Ns(VN)
653
Ni551






VNs688






VN2
725
778
0.9
V2N2
687


H-point defects
VH
2067.5
VH2
2121.3
2143.8
77K
Nielsen
Mater.Sci. Eng. B
36
1996
259-263
2122.4
2145.2
5K
Fukata
J. Appl. Phys.
91
2002
5831-5839
VH3
2167
2191.8
5K
Fukata
J. Appl. Phys.
88
2000
4525-4530
Fukata
J. Appl. Phys.
87
2000
8361-8367
VH3
2155
2185
77K
Nielsen
private commun.
VH4
2221.9
5K
Nielsen
Mater.Sci. Eng. B
36
1996
259
2222.9
5K
Fukata
J. Appl. Phys.
87
2000
8361-8367
V2H2
2072.5
5K
IH2
1987.2
1990.1
743.1
748
7K
Suezawa
Phys. Rev. B
63
2000
35201
I2H2
1870.2
7K
Suezawa
Phys. Rev. B
63
2000
35201
H2*
1838.3
2061.5
817.2
77K
Holbech
Phys. Rev. Lett.
71
1993
875
1838.7
2062.1
817.6
7K
Suezawa
Phys. Rev. B
63
2000
35201
H2
3618
10K
Pritchard
Phys. Rev. B
57
1998
R15048-R15051
3618.9
5K
Fukata
JJAP
40
2001
L854-L856
V2-
2766
2892
Cheng
Phy. Rev.
152
1966
761
Fukata
J. Appl. Phys.
91
2002
5831-5839
H-dopant: passivation
Si-H-B
1907
4.2K
Stavola
App. Phys. Lett.
50
1987
1086-1088
Si-H-Al
2201
4.2K
Stavola
App. Phys. Lett.
50
1987
1086-1088
Si-H-Ga
2171
4.2K
Stavola
App. Phys. Lett.
50
1987
1086-1088
P-Si-H
809.4
1555.2
1647
4.2K
Bergman
Phys. Rev. B
37
1988
2770-2773
As-Si-H
809.8
1561
1661
4.2K
Bergman
Phys. Rev. B
37
1988
2770-2773
Sb-Si-H
809.6
1561.7
1671
4.2K
Bergman
Phys. Rev. B
37
1988
2770-2773

サーマルドナーによる吸収
Thermal Double Donors and Quantum Dots
J. Coutinho and R. Jones, L. I. Murin, V. P. arkevich, J. L. Lindstrom, S. Oberg and P. R. Briddon
Phys. Rev. Lett., 87(23), 235501-1-4 (2001), DOI: 10.1103/PhysRevLett.87.235501.
N
1
2
3
4
cm-1
975
988
999
1006

300 K
945-1000, 700-730,-580 cm-1

Thermal double donor annihilation and oxygen precipitation at around 650 ?C in Czochralski-grown Si: local vibrational mode studies
L. I. Murin, J. L. Lindstr¨om, V. P. Markevich, A. Misiuk and C. A. Londos
J. Phys.: Condens. Matter 17 (2005) S2237-S2246. doi:10.1088/0953-8984/17/22/011


2020/03/02ファイル作成と公開開始