材料の内部組織観察方法
【課題】試料内部の広い範囲に亘る不純物の微量分析とともに内部欠陥の状態を判断し得る溶媒難溶解性材料の内部組織観察方法を提供する。
【解決手段】グロー放電質量分析法により難溶解性材料からなる被測定物を研削すると共に研削面の元素濃度を測定し、元素濃度測定後の研削面の表面形状を触針式表面粗さ計により測定し、得られた元素濃度および表面形状の測定結果から被測定物の内部欠陥の状態を判断する材料の内部組織観察方法。
【解決手段】グロー放電質量分析法により難溶解性材料からなる被測定物を研削すると共に研削面の元素濃度を測定し、元素濃度測定後の研削面の表面形状を触針式表面粗さ計により測定し、得られた元素濃度および表面形状の測定結果から被測定物の内部欠陥の状態を判断する材料の内部組織観察方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、溶媒難溶解性材料の内部組織観察方法に関し、さらに詳しくはグロー放電質量分析法による測定と研削面の触針式表面粗さ計による研削面の測定とを組み合わせることによって、従来測定が困難であった微量の不純物を含む難溶解性材料の内部欠陥の状態を判断することを可能とし得る材料の内部組織観察方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体材料、セラミックス材料などの機能性材料においては、その機能性を向上させるために高純度化を図ったり、故意に不純物を加えるなど様々な製法が試みられている。
そして、その製法評価や材料自体の特性評価には、これら材料中、すなわち材料の表面に限らず内部に含まれる不純物の微量分析および内部欠陥の分布状態の判断が不可欠になっている。
【０００３】
従来、半導体材料、セラミックス材料などの機能性材料中の微量不純物の測定法としては、二次イオン質量分析法（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）（以下、単にＳＩＭＳと呼ぶこともある。）が主として用いられてきた。このＳＩＭＳは不純物の測定精度が比較的高いものの、測定元素ごとに一次イオンとなるイオン種を選定する必要がある。
一方、グロー放電質量分析法（Ｇｌｏｗ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）（以下、単にＧＤＭＳと呼ぶこともある。）は測定精度は低いが、Ｌｉ〜Ｖまでの元素を一度に測定が可能であることが知られている。
【０００４】
さらに、ＳＩＭＳよりも高精度の分析法として、誘導結合プラズマ質量分析法（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）（以下、単にＩＣＰ−ＭＳと呼ぶこともある。）が知られている。しかし、ＩＣＰ−ＭＳは測定材料又は材料の測定箇所が溶媒溶解性であることが必要であるか、又は溶媒として硝酸とフッ化水素酸との混合溶媒などの取り扱いに危険が伴う特殊な溶媒を使用しなければならず、測定対象の材料が限定される。
このため、溶媒を使用しないで半導体材料などの機能性材料の元素濃度を高い精度で測定する方法が提案された（特許文献１〜２）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４− ６１１６３号公報
【特許文献２】特開２００４−１５７０７１号公報
【０００６】
上記の特許文献１には、ＧＤＳ（グロー放電発光分析法）によって試料表面から所定深さまで研削し、その研削した深さより深部はＳＩＭＳにより元素濃度を測定する元素濃度測定方法が記載されている。さらに、特許文献１にはＳＩＭＳ単独では試料深部の微細構造領域での正確な元素濃度測定が困難であること、ＧＤＳとＳＩＭＳとを組合せた具体例において、開口幅６ｍｍのＧＤＳによる分析痕の周辺部で凹凸が発生し中央を占める約１．５〜２ｍｍの平坦部がＳＩＭＳの適用箇所であることが記載されている。
【０００７】
上記の特許文献２には、引出電極とプローブとプローブを試料の表面に近付けてその間のトンネル電流を検出し、この検出結果に基づいて前記試料の表面の凸凹を測定する凸凹測定手段および、引出電極内に引出電圧を印加してプローブの先端部から放出される電子線を試料の表面に照射して試料の表面から放出される量子を測定する元素測定手段によって試料表面の凹凸を測定する試料表面測定装置、及び前記の凸凹測定手段および、前記プローブと試料との間に放電を発生させ、このとき前記試料の表面から放出される２次イオンを測定する元素測定手段によって元素の種類を測定する試料表面測定装置、およびこの測定装置により試料の表面の凹凸と元素の種類が一台の装置で測定できることが記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来公知の測定法では、試料内部の広い範囲に亘る不純物の微量分析とともに内部欠陥の状態を判断することは困難であった。
従って、この発明の目的は、試料内部の広い範囲に亘る不純物の微量分析とともに内部欠陥の状態を判断し得る溶媒難溶解性材料の内部組織観察方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、ＧＤＭＳにより難溶解性材料からなる被測定物を研削すると共に研削面の元素濃度を測定し、次いで元素濃度測定後の研削面の表面形状を触針式表面粗さ計により測定し、得られた元素濃度および表面形状の測定結果から被測定物の内部欠陥の状態を判断する材料の内部組織観察方法に関する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、試料内部の広い範囲に亘る不純物の微量分析とともに内部欠陥の分布状態を判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明における好適な態様を次に示す。
１）内部欠陥の状態が、内部欠陥の有無、内部欠陥の場所および内部欠陥不純物濃度である前記の観察方法。
２）さらに、予め求められているＧＤＭＳにより得られた元素濃度とＸ線解析により測定して得られた半値幅との関係から、被測定物についてＧＤＭＳにより測定して得られた元素濃度を用いて半値幅を求めて、被測定物の内部の結晶性を判断する前記の観察方法。
３）被測定物が、溶液法によって得られた炭化珪素単結晶である前記の観察方法。
この発明において内部欠陥不純物濃度とは、内部欠陥不純物の正確な含量値だけでなく内部欠陥不純物の含量が多いか少ないかの程度を意味する規定として使用される。
【００１２】
この発明においては、被測定物について、ＧＤＭＳを用いて被測定物を研削すると共に研削面の元素濃度を測定し、次いで元素濃度測定後の研削面の表面形状を触針式表面粗さ計により測定することが必要であり、得られた元素濃度および表面形状の測定結果から被測定物の内部欠陥の分布状態を判断するのである。
【００１３】
この発明における被測定物としては、微量の不純物を含んでいる可能性のある溶媒難溶解性の高純度材料、その中でも溶液法によって得られた炭化珪素単結晶が挙げられる。前記の材料中に含まれる微量の不純物としては、グロー放電による材料と研削速度に差が生じるものであれば特に制限はないが、好適には金属が挙げられる。
前記材料が単結晶である場合、不純物は介在物として単結晶中に存在する。
この発明における被測定物である微量の不純物を含む難溶解性材料は、ＩＣＰ−ＭＳでは微量の不純物の測定が不可能又は困難な場合であっても、この発明の観察方法によれば被測定物内部の広い範囲に亘る不純物の微量分析とともに内部欠陥の分布状態を判断することができる。
なお、この明細書で広い範囲に亘るとは、被測定物の５ｍｍφ以上の測定範囲のことを意味する。
【００１４】
この発明における好適な被測定物である前記の炭化珪素単結晶は、珪素（シリコン）単結晶比べて高い絶縁破壊電圧、高い熱伝導率などの優れた物性を有し、不純物の添加によってｐ、ｎ伝導型の電子制御も容易にでき、珪素やガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの既存の半導体材料では実現できない高温、高周波、耐電圧・耐環境性を実現することが可能であり、次世代の半導体材料として期待が高まっている。
この炭化珪素単結晶の製造法（成長法）としては、昇華法が代表的であるが従来に比べ、高品質なＳｉＣ単結晶を得ようと、熱的平衡条件下での結晶育成による溶液法で検討も行われている。
【００１５】
この溶液法は、例えば黒鉛坩堝中で珪素又はさらに含有合金を融解し、その溶液（融液ともいう）中に黒鉛坩堝から炭素を溶解させ、低温部に設置した種結晶基板上に炭化珪素単結晶を析出成長させる方法である。
この溶液法では、材料を構成する炭素、珪素以外に溶液中に金属を添加する方法が好適であることが知られている。例えば、特開２０００−２６４７９０号公報には、炭化珪素単結晶の製造法においてIVｂ族、V ｂ族、VIｂ族、VIII族の遷移金属、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷである遷移金属の少なくとも１種が用いられること、具体例としてＭｏ、Ｃｒ又はＣｏを用いて単結晶炭化珪素を得た例が記載されている。この溶液法によって得られる炭化珪素単結晶中には溶液中の炭素、珪素以外の添加した金属を含む溶液成分が微量の不純物（介在物）として含まれることが明らかになってきた。
【００１６】
この炭化珪素単結晶中の微量の金属を含む不純物である介在物は炭化珪素単結晶の特性に悪影響を与える可能性があり、不純物の微量分析および内部欠陥の分布状態の判断が不可欠になっている。
この発明の観察方法によれば、溶液法によって得られた少なくとも１種の金属を微量含んでいる可能性のある炭化珪素単結晶である又はこの単結晶を用いて得られた製品である被測定物について、内部の不純物の微量分析とともに内部欠陥の分布状態を判断することが可能である。
また、前記の炭化珪素単結晶以外の半導体材料あるいはセラミック材料であっても、材料中に微量の金属を含む溶媒難溶性の機能性無機材料であれば、被測定物としてこの発明の観察方法を適用することができる。
【００１７】
この発明においては、ＧＤＭＳにより前記被測定物を研削すると共に元素濃度の測定を行う。
前記のＧＤＭＳは、例えば、装置が、放電セル内にＡｒガスが導入されて所要の低圧に保持され、目的とする試料すなわちカソードが絶縁スペーサを介して円筒状のアノードに押圧保持され、アノードとこれに対向する放電セル（内部が常時所定の圧力のＡｒ雰囲気に気密的に保持される。）の構成であってよくあるいはその改良型の構成であってよい。この装置により、例えば後述の実施例の欄に詳細に記載される測定法によって、通常では試料中心部が約５ｍｍφの放電跡の領域全体および深さ１０〜２０μｍの試料面の元素濃度（すなわち不純物濃度）の測定を行い、不純物濃度の平均値として求める。
【００１８】
この発明におけるＧＤＭＳにより被測定物を研削するとともに研削面の元素濃度の測定について、この発明の実施態様における被測定物のＧＤＭＳによる元素濃度の測定結果と後述の実施例の欄に詳細に記載される測定法によって測定したＳＩＭＳによる測定結果とを比較して説明する。表１の実施態様１〜３は溶液法で得られた３個の炭化珪素単結晶試料（試料１〜３）についての測定結果を示す。
表１において、不純物（Ａ元素）量は、試料１がＧＤＭＳによると１．９ｐｐｍであるがＳＩＭＳによると１ｘ１０１７個／ｃｍ３であり、試料２がＧＤＭＳによると２００００ｐｐｍであるがＳＩＭＳによると２ｘ１０１７個／ｃｍ３であり、試料３がＧＤＭＳによると７００００ｐｐｍであるがＳＩＭＳによると２ｘ１０１７個／ｃｍ３である。
以上の結果から、３個の測定試料の間で、ＧＤＭＳによれば不純物含量が大幅に異なるが、ＳＩＭＳによれば試料２と試料３とで不純物含量に余り差が認められない。
さらに、以上のＧＤＭＳの結果は、試料１は高純度であり、試料２および試料３については不純物が含まれることを示している。
【００１９】
この発明においては、次いで、ＧＤＭＳによる元素濃度測定後の被測定物の研削面を触針式表面粗さ計によって表面形状を測定する。
前記の触針式表面粗さ計による表面形状の測定は、例えば後述の実施例の欄に詳細に記載される測定法によって試料の研削底部の直径方向について行うことができる。
この発明に用いられる触針式表面粗さ計としては、この触針としてスパイク状の溝を追跡できる極細の触針を備えたものが好適である。
【００２０】
この発明におけるＧＤＭＳによる研削面の触針式表面粗さ計による表面形状の測定について、この発明の実施態様における測定結果を示す図１〜３を用いて説明する。
図１〜図３は前記のＧＤＭＳ測定における試料１〜３に対応する。図１〜３における横軸は試料のグロー放電による研削面の直径方向の位置を示し、縦軸はグロー放電により研削されて形成された深さが約１０〜２０μｍのクレータ底部を含む研削面の表面形状を示す。
図１ではＧＤＭＳ測定後の試料の研削面にはスパイク状の溝（クレータ底部より下方に向かうピーク）は全く認められないが、図２〜３ではＧＤＭＳ測定後の試料の研削面には１個以上の大きなスパイク状の溝が認められる。
【００２１】
前記の表１のＧＤＭＳによる元素濃度の測定結果とこの図１〜３の触針式表面粗さ計による測定結果とを組合せて判断すると、試料１（図１に対応）は炭化珪素単結晶内部の不純物含量が実質的になく、試料２〜３（図２〜３に対応）はいずれも不純物含量が多いことを示している。不純物含量の順に並べると以下のようになることが理解される。
試料１＜＜試料２＜試料３
このことは、上記の図１〜３によって示されるＧＤＭＳにより研削した研削面のクレータ底部にスパイク状の溝が生じる工程を模式的に示す図５によって理解される。
【００２２】
つまり、微量の金属不純物を含有する炭化珪素単結晶の試料をＧＤＭＳによって研削すると、図５に示すように研磨が進む（図５中、左から右に矢印方向に移る）につれてスパイク状の溝が形成される。これは、不純物である金属の方がセラミックである炭化珪素結晶よりもグロー放電により研削されやすいため、単結晶中に含まれる同伴された介在物（主として不純物である金属Ａを含む）の部分がより深く研削されてスパイク状の溝が形成され、研削が進むにつれてこの溝が深く且つ大きくなり、１０〜２５μｍ程度、特に１０〜２０μｍ程度の深さに研削後に触針式表面粗さ計により表面形状を測定すると、微量の金属不純物からなる介在物を含有する被測定物の場合はクレータ底部に形成された大きな溝として検出されると考えられる。
してみれば、図２〜３における横軸で示されるスパイク状の溝のピークの位置が不純物が含まれる位置であり、そのピークの高さｘピーク幅（＝ピーク面積）が不純物の含量に関係すると考えられる。
【００２３】
そして、図１および表１のＧＤＭＳによる元素濃度測定結果は、試料１には不純物（内部欠陥）は実質的に含まれないことを示している。
また、図２および表１のＧＤＭＳによる元素濃度測定結果は、試料２には測定した左端から右方約６．５μｍの位置にかなりの量の不純物（内部欠陥）が含まれていることを示す。
また、図３および表１のＧＤＭＳによる元素濃度測定結果は、試料３には測定した左端から右方約０．６μｍ、１．２μｍ、１．８μｍ、２．２μｍの位置に不純物（内部欠陥）が含まれていることを示す。
このように、この発明の内部組織観察方法によれば、溶媒難溶解性でＩＣＰ−ＭＳでは微量の不純物の測定が不可能であり、ＳＩＭＳでは不純物の分布の測定が困難な炭化珪素単結晶であっても、被測定物の不純物（内部欠陥）の分布状態、すなわち不純物（内部欠陥）の有無、不純物（内部欠陥）の場所および不純物（内部欠陥不純物）濃度を判断することができるのである。
【００２４】
さらに、この発明の１態様においては、予め求められているＧＤＭＳにより得られた元素濃度とＸ線解析により測定して得られた半値幅との関係から、被測定物についてＧＤＭＳにより測定して得られた元素濃度を用いて半値幅を求めて、被測定物の内部の結晶性を判断するのである。
一般的に同一種の結晶においては半値幅が小さいほど結晶性が高く、半値幅が大きいほど結晶性が低いことが知られているので、半値幅を知ることができれば結晶性が高いか低いかを判断することが可能となる。
この発明の１態様における前記のＸ線解析としては、薄膜Ｘ線解析が挙げられる。
この発明の実施態様によるＸ線解析による半値幅の測定について、後述の実施例の欄に詳細に記載される薄膜Ｘ線解析測定法による測定結果を示す表１を用いて説明する。
【００２５】
表１において半値幅は、試料１が２３．０ａｒｃｓｅｃ（基準値、半値幅比（試料１に対する割合）＝１）、試料２が４７．５ａｒｃｓｅｃ（半値幅比＝２．０７）、試料３が１９３．０ａｒｃｓｅｃ（半値幅比＝８．３９）である。
そして、前記の試料１、試料２および試料３のＧＤＭＳにより得られた各々の元素濃度は、試料１では１．９ｐｐｍ、試料２では２００００ｐｐｍ、試料３では７００００ｐｐｍである。
これら半値幅から、試料１は半値幅が小さいことから結晶性が高く、試料２、次いで試料３の順に半値幅が大きく、結晶性も順に低いことが理解される。
【００２６】
これらのＧＤＭＳにより得られた元素濃度とＸ線解析により測定して得られた半値幅との関係を図式化したものが図６であり、横軸が試料の半値幅比（試料１の半値幅に対する比）であり、縦軸がＧＤＭＳにより得られた元素濃度を示す。
この発明の１態様において、これらの関係（図６の直線関係）を用いて、新たな被測定物についてＧＤＭＳにより測定して得られた元素濃度を用いて半値幅を求めて、被測定物の内部の結晶性を判断する。
【００２７】
この発明の前記１態様について、この発明の実施態様として新たな試料４を被測定物として前述のＧＤＭＳにより研削し研削面の元素濃度を測定し、次いで測定後の研削面を触針式表面粗さ計で表面状態を測定し、さらにＸ線解析により被測定物の半値幅を求める実施態様を用いて説明する。
被測定物である試料４は溶液法で得られた炭化珪素単結晶であり、ＧＤＭＳにより測定して得られた被測定物のＡ元素濃度は表１に示すように、４８００ｐｐｍであり、ＳＩＭＳによるＡ元素濃度は表１に示すように２ｘ１０７個／ｃｍ３である。そして、表１のＧＤＭＳの結果と被測定物の表面粗さ計による表面状態を示す図４とから、試料４には測定した左端から右方へ約３．５μｍ、５μｍ、６μｍの位置に少量の不純物（内部欠陥）が含まれていることを示している。
【００２８】
そして、このＧＤＭＳの測定値：４８００ｐｐｍを、図６に挿入して半値幅を求めると、半値幅比＝１．５となる。
この値から、試料４は結晶性が比較的高いことが判断される。
一方、この試料４について前記と同様にして薄膜Ｘ線解析測定法により半値幅を測定すると、半値幅は４２．８ａｒｃｓｅｃで半値幅比は１．８６であり、試料４は結晶性が比較的高いことを示している。
従って、この発明の１態様により、予め求められているＧＤＭＳにより得られた元素濃度とＸ線解析により測定して得られた半値幅（半値幅比）との関係から、被測定物についてＧＤＭＳにより測定して得られた元素濃度を用いて半値幅を求めることによって被測定物の内部の結晶性を判断する方法は、薄膜Ｘ線解析測定法による半値幅を実測する方法と比較して得られる半値幅（半値幅比）に大きな相違がなく、被測定物の内部の結晶性を判断する方法として適した方法であることが理解される。
【００２９】
従って、予め求められているＧＤＭＳにより得られた元素濃度とＸ線解析により測定して得られた半値幅との関係から、被測定物をＧＤＭＳにより測定して得られた元素濃度を用いて前記被測定物の半値幅を求めて、被測定物の内部の結晶性を判断することが可能である。
【実施例】
【００３０】
以下、この発明の実施例を示す。
以下の各例において、溶液法で得られた不純物金属Ａ（種類は不明でＣｒおよびＣｏの少なくとも１種の金属であると推定される。）を含有する炭化珪素単結晶の測定法は以下の通りである。
１）ＧＤＭＳ測定：グロー放電質量分析装置（ＶＧ ＥＬｅｍｅｎｔａｌ社製）を用い、試料の指定された面の中心部が測定箇所となるように試料を装置に装着し、ＧＤＭＳにより測定した。各元素の測定を行う前に、放電により約１０〜２０μｍの深さに研削を行い、表面汚染の影響がないと考えられるデータを平均して分析値を求めた。
ＧＤＭＳによる測定値は、目的元素のイオン強度とマトリックス元素（Ｓｉ＋Ｃ）のイオン強度との比（イオン強度比）で表わされる。データはイオン強度比を相対感度係数で補正した値である。
測定条件は、放電ガス：高純度アルゴン、放電条件：１ｋＶ、２ｍＡであった。
また、測定面と深さ方向についてＳＩＭＳと比較すると、次のようになる。
測定面：試料中心部５ｍｍφの領域全体
深さ方向：約１０〜２０μｍのデータ平均値
【００３１】
２）触針式表面粗さ計測定：触針式３次元表面粗さ計（ＫＬＡ−Ｔｅｍｃｏｒ社製）を用い、ＧＤＭＳ研削面を測定した。
測定領域：放電跡の直径方向の全長さを含む６〜１０ｍｍの幅
触針形状：探針半径約２μｍ
３）ＳＩＭＳ測定：装置としてＣＡＭＥＣＡ社製を用い、試料表面であるＧＤＭＳ研削面に一次イオンビームをぶつけ、試料表面からたたき出された二次イオンを質量分析計にて測定した。
測定条件は、一次イオン種：Ｏ２＋、一次イオンエネルギー：８．０ｅＶであった。
また、測定面と深さ方向についてＧＤＭＳと比較すると、次のようになる。
測定面：ＧＤＭＳの放電跡外側周辺３０〜６０μｍの領域
深さ方向：約２μｍのデータ平均値
４）Ｘ線解析：Ｐｈｉｌｉｐｓ社の薄膜Ｘ線回折装置であるＸ’Ｐｅｒｔ ＭＲＤを用いて、定法により測定を行った。
【００３２】
実施例１〜３
溶液法によって得られた炭化珪素単結晶の試料１〜３について、ＧＤＭＳで研削を行って元素分析、ＳＩＭＳによる元素分析、触針式表面粗さ計測定およびＸ線解析によって半値幅を測定した。
結果をまとめて、表１および図１〜３に示す。
【００３３】
実施例４
実施例１〜３で得られたＧＤＭＳによる元素測定結果とＸ線解析による半値幅との関係を横軸を半値幅比とし、縦軸をＧＤＭＳによるＡ元素量として図６に図示した。
図６のＧＤＭＳによるＡ元素測定結果とＸ線解析による半値幅比には、直線の関係があることがわかる。
一方、溶液法によって得られた炭化珪素単結晶の試料４について、実施例１〜３と同様にしてＧＤＭＳで研削を行って元素分析、ＳＩＭＳによる元素分析および触針式表面粗さ計測定を測定した。
結果をまとめて、表１および図４に示す。
また、試料４について測定したＧＤＭＳの値を図６に挿入してＸ線解析による半値幅比を求めたところ、半値幅比＝１．５である。
また、実施例１〜３と同様にしてＸ線解析によって半値幅を測定したところ、半値幅比＝１．８６であった。
【００３４】
【表１】
【００３５】
以上の表１および図１〜３から、試料１は測定範囲内で不純物（内部欠陥）が実質的に含まれず結晶性が高いこと、試料２はＧＤＭＳで測定した左端から右方約６．５μｍの位置に不純物（内部欠陥）が含まれていること、試料３はＧＤＭＳで測定した左端から右方約０．６μｍ、１．２μｍ、１．８μｍ、２．２μｍの位置に不純物（内部欠陥）が含まれていることが判断された。
また、表１と図４と図６とから、試料４はＧＤＭＳで測定した左端から右方へ約３．５μｍ、５μｍ、６μｍの位置に不純物（内部欠陥）が含まれており、結晶性が比較的高いと判断された。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、この発明の実施態様における試料１を触針式表面粗さ計により測定した測定結果を示す。
【図２】図２は、この発明の実施態様における試料２を触針式表面粗さ計により測定した測定結果を示す。
【図３】図３は、この発明の実施態様における試料３を触針式表面粗さ計により測定した測定結果を示す。
【図４】図４は、この発明の実施態様における試料４を触針式表面粗さ計により測定した測定結果を示す。
【図５】図５は、ＧＤＭＳにより研削して研削面のクレータ底部のスパイク状の溝が生じる工程を模式的に示す。
【図６】図６は、予め測定したＧＤＭＳにより得られた元素濃度とＸ線解析により測定して得られた半値幅との関係を図式化したものである。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、溶媒難溶解性材料の内部組織観察方法に関し、さらに詳しくはグロー放電質量分析法による測定と研削面の触針式表面粗さ計による研削面の測定とを組み合わせることによって、従来測定が困難であった微量の不純物を含む難溶解性材料の内部欠陥の状態を判断することを可能とし得る材料の内部組織観察方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体材料、セラミックス材料などの機能性材料においては、その機能性を向上させるために高純度化を図ったり、故意に不純物を加えるなど様々な製法が試みられている。
そして、その製法評価や材料自体の特性評価には、これら材料中、すなわち材料の表面に限らず内部に含まれる不純物の微量分析および内部欠陥の分布状態の判断が不可欠になっている。
【０００３】
従来、半導体材料、セラミックス材料などの機能性材料中の微量不純物の測定法としては、二次イオン質量分析法（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）（以下、単にＳＩＭＳと呼ぶこともある。）が主として用いられてきた。このＳＩＭＳは不純物の測定精度が比較的高いものの、測定元素ごとに一次イオンとなるイオン種を選定する必要がある。
一方、グロー放電質量分析法（Ｇｌｏｗ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）（以下、単にＧＤＭＳと呼ぶこともある。）は測定精度は低いが、Ｌｉ〜Ｖまでの元素を一度に測定が可能であることが知られている。
【０００４】
さらに、ＳＩＭＳよりも高精度の分析法として、誘導結合プラズマ質量分析法（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）（以下、単にＩＣＰ−ＭＳと呼ぶこともある。）が知られている。しかし、ＩＣＰ−ＭＳは測定材料又は材料の測定箇所が溶媒溶解性であることが必要であるか、又は溶媒として硝酸とフッ化水素酸との混合溶媒などの取り扱いに危険が伴う特殊な溶媒を使用しなければならず、測定対象の材料が限定される。
このため、溶媒を使用しないで半導体材料などの機能性材料の元素濃度を高い精度で測定する方法が提案された（特許文献１〜２）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４− ６１１６３号公報
【特許文献２】特開２００４−１５７０７１号公報
【０００６】
上記の特許文献１には、ＧＤＳ（グロー放電発光分析法）によって試料表面から所定深さまで研削し、その研削した深さより深部はＳＩＭＳにより元素濃度を測定する元素濃度測定方法が記載されている。さらに、特許文献１にはＳＩＭＳ単独では試料深部の微細構造領域での正確な元素濃度測定が困難であること、ＧＤＳとＳＩＭＳとを組合せた具体例において、開口幅６ｍｍのＧＤＳによる分析痕の周辺部で凹凸が発生し中央を占める約１．５〜２ｍｍの平坦部がＳＩＭＳの適用箇所であることが記載されている。
【０００７】
上記の特許文献２には、引出電極とプローブとプローブを試料の表面に近付けてその間のトンネル電流を検出し、この検出結果に基づいて前記試料の表面の凸凹を測定する凸凹測定手段および、引出電極内に引出電圧を印加してプローブの先端部から放出される電子線を試料の表面に照射して試料の表面から放出される量子を測定する元素測定手段によって試料表面の凹凸を測定する試料表面測定装置、及び前記の凸凹測定手段および、前記プローブと試料との間に放電を発生させ、このとき前記試料の表面から放出される２次イオンを測定する元素測定手段によって元素の種類を測定する試料表面測定装置、およびこの測定装置により試料の表面の凹凸と元素の種類が一台の装置で測定できることが記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来公知の測定法では、試料内部の広い範囲に亘る不純物の微量分析とともに内部欠陥の状態を判断することは困難であった。
従って、この発明の目的は、試料内部の広い範囲に亘る不純物の微量分析とともに内部欠陥の状態を判断し得る溶媒難溶解性材料の内部組織観察方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、ＧＤＭＳにより難溶解性材料からなる被測定物を研削すると共に研削面の元素濃度を測定し、次いで元素濃度測定後の研削面の表面形状を触針式表面粗さ計により測定し、得られた元素濃度および表面形状の測定結果から被測定物の内部欠陥の状態を判断する材料の内部組織観察方法に関する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、試料内部の広い範囲に亘る不純物の微量分析とともに内部欠陥の分布状態を判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明における好適な態様を次に示す。
１）内部欠陥の状態が、内部欠陥の有無、内部欠陥の場所および内部欠陥不純物濃度である前記の観察方法。
２）さらに、予め求められているＧＤＭＳにより得られた元素濃度とＸ線解析により測定して得られた半値幅との関係から、被測定物についてＧＤＭＳにより測定して得られた元素濃度を用いて半値幅を求めて、被測定物の内部の結晶性を判断する前記の観察方法。
３）被測定物が、溶液法によって得られた炭化珪素単結晶である前記の観察方法。
この発明において内部欠陥不純物濃度とは、内部欠陥不純物の正確な含量値だけでなく内部欠陥不純物の含量が多いか少ないかの程度を意味する規定として使用される。
【００１２】
この発明においては、被測定物について、ＧＤＭＳを用いて被測定物を研削すると共に研削面の元素濃度を測定し、次いで元素濃度測定後の研削面の表面形状を触針式表面粗さ計により測定することが必要であり、得られた元素濃度および表面形状の測定結果から被測定物の内部欠陥の分布状態を判断するのである。
【００１３】
この発明における被測定物としては、微量の不純物を含んでいる可能性のある溶媒難溶解性の高純度材料、その中でも溶液法によって得られた炭化珪素単結晶が挙げられる。前記の材料中に含まれる微量の不純物としては、グロー放電による材料と研削速度に差が生じるものであれば特に制限はないが、好適には金属が挙げられる。
前記材料が単結晶である場合、不純物は介在物として単結晶中に存在する。
この発明における被測定物である微量の不純物を含む難溶解性材料は、ＩＣＰ−ＭＳでは微量の不純物の測定が不可能又は困難な場合であっても、この発明の観察方法によれば被測定物内部の広い範囲に亘る不純物の微量分析とともに内部欠陥の分布状態を判断することができる。
なお、この明細書で広い範囲に亘るとは、被測定物の５ｍｍφ以上の測定範囲のことを意味する。
【００１４】
この発明における好適な被測定物である前記の炭化珪素単結晶は、珪素（シリコン）単結晶比べて高い絶縁破壊電圧、高い熱伝導率などの優れた物性を有し、不純物の添加によってｐ、ｎ伝導型の電子制御も容易にでき、珪素やガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの既存の半導体材料では実現できない高温、高周波、耐電圧・耐環境性を実現することが可能であり、次世代の半導体材料として期待が高まっている。
この炭化珪素単結晶の製造法（成長法）としては、昇華法が代表的であるが従来に比べ、高品質なＳｉＣ単結晶を得ようと、熱的平衡条件下での結晶育成による溶液法で検討も行われている。
【００１５】
この溶液法は、例えば黒鉛坩堝中で珪素又はさらに含有合金を融解し、その溶液（融液ともいう）中に黒鉛坩堝から炭素を溶解させ、低温部に設置した種結晶基板上に炭化珪素単結晶を析出成長させる方法である。
この溶液法では、材料を構成する炭素、珪素以外に溶液中に金属を添加する方法が好適であることが知られている。例えば、特開２０００−２６４７９０号公報には、炭化珪素単結晶の製造法においてIVｂ族、V ｂ族、VIｂ族、VIII族の遷移金属、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷである遷移金属の少なくとも１種が用いられること、具体例としてＭｏ、Ｃｒ又はＣｏを用いて単結晶炭化珪素を得た例が記載されている。この溶液法によって得られる炭化珪素単結晶中には溶液中の炭素、珪素以外の添加した金属を含む溶液成分が微量の不純物（介在物）として含まれることが明らかになってきた。
【００１６】
この炭化珪素単結晶中の微量の金属を含む不純物である介在物は炭化珪素単結晶の特性に悪影響を与える可能性があり、不純物の微量分析および内部欠陥の分布状態の判断が不可欠になっている。
この発明の観察方法によれば、溶液法によって得られた少なくとも１種の金属を微量含んでいる可能性のある炭化珪素単結晶である又はこの単結晶を用いて得られた製品である被測定物について、内部の不純物の微量分析とともに内部欠陥の分布状態を判断することが可能である。
また、前記の炭化珪素単結晶以外の半導体材料あるいはセラミック材料であっても、材料中に微量の金属を含む溶媒難溶性の機能性無機材料であれば、被測定物としてこの発明の観察方法を適用することができる。
【００１７】
この発明においては、ＧＤＭＳにより前記被測定物を研削すると共に元素濃度の測定を行う。
前記のＧＤＭＳは、例えば、装置が、放電セル内にＡｒガスが導入されて所要の低圧に保持され、目的とする試料すなわちカソードが絶縁スペーサを介して円筒状のアノードに押圧保持され、アノードとこれに対向する放電セル（内部が常時所定の圧力のＡｒ雰囲気に気密的に保持される。）の構成であってよくあるいはその改良型の構成であってよい。この装置により、例えば後述の実施例の欄に詳細に記載される測定法によって、通常では試料中心部が約５ｍｍφの放電跡の領域全体および深さ１０〜２０μｍの試料面の元素濃度（すなわち不純物濃度）の測定を行い、不純物濃度の平均値として求める。
【００１８】
この発明におけるＧＤＭＳにより被測定物を研削するとともに研削面の元素濃度の測定について、この発明の実施態様における被測定物のＧＤＭＳによる元素濃度の測定結果と後述の実施例の欄に詳細に記載される測定法によって測定したＳＩＭＳによる測定結果とを比較して説明する。表１の実施態様１〜３は溶液法で得られた３個の炭化珪素単結晶試料（試料１〜３）についての測定結果を示す。
表１において、不純物（Ａ元素）量は、試料１がＧＤＭＳによると１．９ｐｐｍであるがＳＩＭＳによると１ｘ１０１７個／ｃｍ３であり、試料２がＧＤＭＳによると２００００ｐｐｍであるがＳＩＭＳによると２ｘ１０１７個／ｃｍ３であり、試料３がＧＤＭＳによると７００００ｐｐｍであるがＳＩＭＳによると２ｘ１０１７個／ｃｍ３である。
以上の結果から、３個の測定試料の間で、ＧＤＭＳによれば不純物含量が大幅に異なるが、ＳＩＭＳによれば試料２と試料３とで不純物含量に余り差が認められない。
さらに、以上のＧＤＭＳの結果は、試料１は高純度であり、試料２および試料３については不純物が含まれることを示している。
【００１９】
この発明においては、次いで、ＧＤＭＳによる元素濃度測定後の被測定物の研削面を触針式表面粗さ計によって表面形状を測定する。
前記の触針式表面粗さ計による表面形状の測定は、例えば後述の実施例の欄に詳細に記載される測定法によって試料の研削底部の直径方向について行うことができる。
この発明に用いられる触針式表面粗さ計としては、この触針としてスパイク状の溝を追跡できる極細の触針を備えたものが好適である。
【００２０】
この発明におけるＧＤＭＳによる研削面の触針式表面粗さ計による表面形状の測定について、この発明の実施態様における測定結果を示す図１〜３を用いて説明する。
図１〜図３は前記のＧＤＭＳ測定における試料１〜３に対応する。図１〜３における横軸は試料のグロー放電による研削面の直径方向の位置を示し、縦軸はグロー放電により研削されて形成された深さが約１０〜２０μｍのクレータ底部を含む研削面の表面形状を示す。
図１ではＧＤＭＳ測定後の試料の研削面にはスパイク状の溝（クレータ底部より下方に向かうピーク）は全く認められないが、図２〜３ではＧＤＭＳ測定後の試料の研削面には１個以上の大きなスパイク状の溝が認められる。
【００２１】
前記の表１のＧＤＭＳによる元素濃度の測定結果とこの図１〜３の触針式表面粗さ計による測定結果とを組合せて判断すると、試料１（図１に対応）は炭化珪素単結晶内部の不純物含量が実質的になく、試料２〜３（図２〜３に対応）はいずれも不純物含量が多いことを示している。不純物含量の順に並べると以下のようになることが理解される。
試料１＜＜試料２＜試料３
このことは、上記の図１〜３によって示されるＧＤＭＳにより研削した研削面のクレータ底部にスパイク状の溝が生じる工程を模式的に示す図５によって理解される。
【００２２】
つまり、微量の金属不純物を含有する炭化珪素単結晶の試料をＧＤＭＳによって研削すると、図５に示すように研磨が進む（図５中、左から右に矢印方向に移る）につれてスパイク状の溝が形成される。これは、不純物である金属の方がセラミックである炭化珪素結晶よりもグロー放電により研削されやすいため、単結晶中に含まれる同伴された介在物（主として不純物である金属Ａを含む）の部分がより深く研削されてスパイク状の溝が形成され、研削が進むにつれてこの溝が深く且つ大きくなり、１０〜２５μｍ程度、特に１０〜２０μｍ程度の深さに研削後に触針式表面粗さ計により表面形状を測定すると、微量の金属不純物からなる介在物を含有する被測定物の場合はクレータ底部に形成された大きな溝として検出されると考えられる。
してみれば、図２〜３における横軸で示されるスパイク状の溝のピークの位置が不純物が含まれる位置であり、そのピークの高さｘピーク幅（＝ピーク面積）が不純物の含量に関係すると考えられる。
【００２３】
そして、図１および表１のＧＤＭＳによる元素濃度測定結果は、試料１には不純物（内部欠陥）は実質的に含まれないことを示している。
また、図２および表１のＧＤＭＳによる元素濃度測定結果は、試料２には測定した左端から右方約６．５μｍの位置にかなりの量の不純物（内部欠陥）が含まれていることを示す。
また、図３および表１のＧＤＭＳによる元素濃度測定結果は、試料３には測定した左端から右方約０．６μｍ、１．２μｍ、１．８μｍ、２．２μｍの位置に不純物（内部欠陥）が含まれていることを示す。
このように、この発明の内部組織観察方法によれば、溶媒難溶解性でＩＣＰ−ＭＳでは微量の不純物の測定が不可能であり、ＳＩＭＳでは不純物の分布の測定が困難な炭化珪素単結晶であっても、被測定物の不純物（内部欠陥）の分布状態、すなわち不純物（内部欠陥）の有無、不純物（内部欠陥）の場所および不純物（内部欠陥不純物）濃度を判断することができるのである。
【００２４】
さらに、この発明の１態様においては、予め求められているＧＤＭＳにより得られた元素濃度とＸ線解析により測定して得られた半値幅との関係から、被測定物についてＧＤＭＳにより測定して得られた元素濃度を用いて半値幅を求めて、被測定物の内部の結晶性を判断するのである。
一般的に同一種の結晶においては半値幅が小さいほど結晶性が高く、半値幅が大きいほど結晶性が低いことが知られているので、半値幅を知ることができれば結晶性が高いか低いかを判断することが可能となる。
この発明の１態様における前記のＸ線解析としては、薄膜Ｘ線解析が挙げられる。
この発明の実施態様によるＸ線解析による半値幅の測定について、後述の実施例の欄に詳細に記載される薄膜Ｘ線解析測定法による測定結果を示す表１を用いて説明する。
【００２５】
表１において半値幅は、試料１が２３．０ａｒｃｓｅｃ（基準値、半値幅比（試料１に対する割合）＝１）、試料２が４７．５ａｒｃｓｅｃ（半値幅比＝２．０７）、試料３が１９３．０ａｒｃｓｅｃ（半値幅比＝８．３９）である。
そして、前記の試料１、試料２および試料３のＧＤＭＳにより得られた各々の元素濃度は、試料１では１．９ｐｐｍ、試料２では２００００ｐｐｍ、試料３では７００００ｐｐｍである。
これら半値幅から、試料１は半値幅が小さいことから結晶性が高く、試料２、次いで試料３の順に半値幅が大きく、結晶性も順に低いことが理解される。
【００２６】
これらのＧＤＭＳにより得られた元素濃度とＸ線解析により測定して得られた半値幅との関係を図式化したものが図６であり、横軸が試料の半値幅比（試料１の半値幅に対する比）であり、縦軸がＧＤＭＳにより得られた元素濃度を示す。
この発明の１態様において、これらの関係（図６の直線関係）を用いて、新たな被測定物についてＧＤＭＳにより測定して得られた元素濃度を用いて半値幅を求めて、被測定物の内部の結晶性を判断する。
【００２７】
この発明の前記１態様について、この発明の実施態様として新たな試料４を被測定物として前述のＧＤＭＳにより研削し研削面の元素濃度を測定し、次いで測定後の研削面を触針式表面粗さ計で表面状態を測定し、さらにＸ線解析により被測定物の半値幅を求める実施態様を用いて説明する。
被測定物である試料４は溶液法で得られた炭化珪素単結晶であり、ＧＤＭＳにより測定して得られた被測定物のＡ元素濃度は表１に示すように、４８００ｐｐｍであり、ＳＩＭＳによるＡ元素濃度は表１に示すように２ｘ１０７個／ｃｍ３である。そして、表１のＧＤＭＳの結果と被測定物の表面粗さ計による表面状態を示す図４とから、試料４には測定した左端から右方へ約３．５μｍ、５μｍ、６μｍの位置に少量の不純物（内部欠陥）が含まれていることを示している。
【００２８】
そして、このＧＤＭＳの測定値：４８００ｐｐｍを、図６に挿入して半値幅を求めると、半値幅比＝１．５となる。
この値から、試料４は結晶性が比較的高いことが判断される。
一方、この試料４について前記と同様にして薄膜Ｘ線解析測定法により半値幅を測定すると、半値幅は４２．８ａｒｃｓｅｃで半値幅比は１．８６であり、試料４は結晶性が比較的高いことを示している。
従って、この発明の１態様により、予め求められているＧＤＭＳにより得られた元素濃度とＸ線解析により測定して得られた半値幅（半値幅比）との関係から、被測定物についてＧＤＭＳにより測定して得られた元素濃度を用いて半値幅を求めることによって被測定物の内部の結晶性を判断する方法は、薄膜Ｘ線解析測定法による半値幅を実測する方法と比較して得られる半値幅（半値幅比）に大きな相違がなく、被測定物の内部の結晶性を判断する方法として適した方法であることが理解される。
【００２９】
従って、予め求められているＧＤＭＳにより得られた元素濃度とＸ線解析により測定して得られた半値幅との関係から、被測定物をＧＤＭＳにより測定して得られた元素濃度を用いて前記被測定物の半値幅を求めて、被測定物の内部の結晶性を判断することが可能である。
【実施例】
【００３０】
以下、この発明の実施例を示す。
以下の各例において、溶液法で得られた不純物金属Ａ（種類は不明でＣｒおよびＣｏの少なくとも１種の金属であると推定される。）を含有する炭化珪素単結晶の測定法は以下の通りである。
１）ＧＤＭＳ測定：グロー放電質量分析装置（ＶＧ ＥＬｅｍｅｎｔａｌ社製）を用い、試料の指定された面の中心部が測定箇所となるように試料を装置に装着し、ＧＤＭＳにより測定した。各元素の測定を行う前に、放電により約１０〜２０μｍの深さに研削を行い、表面汚染の影響がないと考えられるデータを平均して分析値を求めた。
ＧＤＭＳによる測定値は、目的元素のイオン強度とマトリックス元素（Ｓｉ＋Ｃ）のイオン強度との比（イオン強度比）で表わされる。データはイオン強度比を相対感度係数で補正した値である。
測定条件は、放電ガス：高純度アルゴン、放電条件：１ｋＶ、２ｍＡであった。
また、測定面と深さ方向についてＳＩＭＳと比較すると、次のようになる。
測定面：試料中心部５ｍｍφの領域全体
深さ方向：約１０〜２０μｍのデータ平均値
【００３１】
２）触針式表面粗さ計測定：触針式３次元表面粗さ計（ＫＬＡ−Ｔｅｍｃｏｒ社製）を用い、ＧＤＭＳ研削面を測定した。
測定領域：放電跡の直径方向の全長さを含む６〜１０ｍｍの幅
触針形状：探針半径約２μｍ
３）ＳＩＭＳ測定：装置としてＣＡＭＥＣＡ社製を用い、試料表面であるＧＤＭＳ研削面に一次イオンビームをぶつけ、試料表面からたたき出された二次イオンを質量分析計にて測定した。
測定条件は、一次イオン種：Ｏ２＋、一次イオンエネルギー：８．０ｅＶであった。
また、測定面と深さ方向についてＧＤＭＳと比較すると、次のようになる。
測定面：ＧＤＭＳの放電跡外側周辺３０〜６０μｍの領域
深さ方向：約２μｍのデータ平均値
４）Ｘ線解析：Ｐｈｉｌｉｐｓ社の薄膜Ｘ線回折装置であるＸ’Ｐｅｒｔ ＭＲＤを用いて、定法により測定を行った。
【００３２】
実施例１〜３
溶液法によって得られた炭化珪素単結晶の試料１〜３について、ＧＤＭＳで研削を行って元素分析、ＳＩＭＳによる元素分析、触針式表面粗さ計測定およびＸ線解析によって半値幅を測定した。
結果をまとめて、表１および図１〜３に示す。
【００３３】
実施例４
実施例１〜３で得られたＧＤＭＳによる元素測定結果とＸ線解析による半値幅との関係を横軸を半値幅比とし、縦軸をＧＤＭＳによるＡ元素量として図６に図示した。
図６のＧＤＭＳによるＡ元素測定結果とＸ線解析による半値幅比には、直線の関係があることがわかる。
一方、溶液法によって得られた炭化珪素単結晶の試料４について、実施例１〜３と同様にしてＧＤＭＳで研削を行って元素分析、ＳＩＭＳによる元素分析および触針式表面粗さ計測定を測定した。
結果をまとめて、表１および図４に示す。
また、試料４について測定したＧＤＭＳの値を図６に挿入してＸ線解析による半値幅比を求めたところ、半値幅比＝１．５である。
また、実施例１〜３と同様にしてＸ線解析によって半値幅を測定したところ、半値幅比＝１．８６であった。
【００３４】
【表１】
【００３５】
以上の表１および図１〜３から、試料１は測定範囲内で不純物（内部欠陥）が実質的に含まれず結晶性が高いこと、試料２はＧＤＭＳで測定した左端から右方約６．５μｍの位置に不純物（内部欠陥）が含まれていること、試料３はＧＤＭＳで測定した左端から右方約０．６μｍ、１．２μｍ、１．８μｍ、２．２μｍの位置に不純物（内部欠陥）が含まれていることが判断された。
また、表１と図４と図６とから、試料４はＧＤＭＳで測定した左端から右方へ約３．５μｍ、５μｍ、６μｍの位置に不純物（内部欠陥）が含まれており、結晶性が比較的高いと判断された。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、この発明の実施態様における試料１を触針式表面粗さ計により測定した測定結果を示す。
【図２】図２は、この発明の実施態様における試料２を触針式表面粗さ計により測定した測定結果を示す。
【図３】図３は、この発明の実施態様における試料３を触針式表面粗さ計により測定した測定結果を示す。
【図４】図４は、この発明の実施態様における試料４を触針式表面粗さ計により測定した測定結果を示す。
【図５】図５は、ＧＤＭＳにより研削して研削面のクレータ底部のスパイク状の溝が生じる工程を模式的に示す。
【図６】図６は、予め測定したＧＤＭＳにより得られた元素濃度とＸ線解析により測定して得られた半値幅との関係を図式化したものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グロー放電質量分析法により難溶解性材料からなる被測定物を研削すると共に研削面の元素濃度を測定し、次いで元素濃度測定後の研削面の表面形状を触針式表面粗さ計により測定し、得られた元素濃度および表面形状の測定結果から被測定物の内部欠陥の状態を判断する材料の内部組織観察方法。
【請求項２】
内部欠陥の状態が、内部欠陥の有無、内部欠陥の場所および内部欠陥不純物濃度である請求項１に記載の観察方法。
【請求項３】
さらに、予め求められているグロー放電質量分析法により得られた元素濃度とＸ線解析により測定して得られた半値幅との関係から、被測定物についてグロー放電質量分析法により測定して得られた元素濃度を用いて半値幅を求めて、被測定物の内部の結晶性を判断する請求項１に記載の観察方法。
【請求項４】
被測定物が、溶液法によって得られた炭化珪素単結晶である請求項１〜３のいずれか１項に記載の観察方法。
【請求項１】
グロー放電質量分析法により難溶解性材料からなる被測定物を研削すると共に研削面の元素濃度を測定し、次いで元素濃度測定後の研削面の表面形状を触針式表面粗さ計により測定し、得られた元素濃度および表面形状の測定結果から被測定物の内部欠陥の状態を判断する材料の内部組織観察方法。
【請求項２】
内部欠陥の状態が、内部欠陥の有無、内部欠陥の場所および内部欠陥不純物濃度である請求項１に記載の観察方法。
【請求項３】
さらに、予め求められているグロー放電質量分析法により得られた元素濃度とＸ線解析により測定して得られた半値幅との関係から、被測定物についてグロー放電質量分析法により測定して得られた元素濃度を用いて半値幅を求めて、被測定物の内部の結晶性を判断する請求項１に記載の観察方法。
【請求項４】
被測定物が、溶液法によって得られた炭化珪素単結晶である請求項１〜３のいずれか１項に記載の観察方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２６４７３８（Ｐ２００９−２６４７３８Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１０５４８（Ｐ２００８−１１０５４８）
【出願日】平成２０年４月２１日（２００８．４．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２１日（２００８．４．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]