スパッタエッチングによるMgSi結晶中のAg熱拡散深さの評価

Evaluation of Ag thermal diffusion depth in MgSi crystals by sputter etching

堀 信彦*; 江坂 文孝  ; 鵜殿 治彦*

Hori, Nobuhiko*; Esaka, Fumitaka; Udono, Haruhiko*

マグネシウムシリサイドは室温において約0.6eVのバンドギャップエネルギーを持つ間接遷移型半導体であり、約4.0mまでの赤外波長域で利用できる受光素子への応用が期待できる。本研究では、n型MgSi基板にAgをp型不純物として熱拡散させ、スパッタエッチング法によりAg拡散深さを簡易に評価する方法について検討を行った。実験では、素子表面を斜め研磨し、斜め研磨面に対してArスパッタエッチングを行った。その後、光学顕微鏡でスパッタ面を観察し、Ag拡散深さを評価した。その結果、Ag拡散層と基板との間に明暗のコントラストが観察され、550Cで3分間の熱拡散を行った試料で、Agの拡散深さを約36mと見積もることができた。

Magnesium half silicide is a semiconductor with an indirect energy gap of about 0.6 eV at room temperature. This material is attracting attention as a suitable material for Si-based infrared photo detector below 4 m. In this study, the pn-junction depth was evaluated for the Ag diffused MgSi substrate using a conventional sputter etching. Surface of the sample was polished at a 3 off angle and etched by Ar RF-sputtering. After the sputter etching, the etched surface was observed using an optical microscope. For the sample annealed for 3 min at 550C, Ag diffusion depth of about 36 m was determined from the width of Ag diffusion region observed as the contrast.