2006年03月20日
カテゴリ： 半導体
ゲッタリング技術
ゲッターという言葉を初めて聞いたとき、ゲッターロボを思い出した。また、なんで語尾にerが付くのかなとも思った。できるだけ面倒なことはしたくないという気持ちが強かったので、言葉の意味を追いかけるということをほとんどしなかった。疲れていたのかな。
1. もともとゲッターってなんなのよ
図書館に行って、デカい英和辞典で調べてみた。
getter
―n. 1. 得る人。
2. [電気]ゲッター。((電球や真空管内の残留ガスを吸収させる物質；例えば電球の
フィラメントに付けて置くリンや真空管中に置かれるマグネシウムなど))
3. ((カナダ))（田畑を荒らすねずみなどを退治するための）毒入り餌。
―vi. [電気]ゲッターを用いる。
―vt. [電気]（ゲッターを用いて）<残留ガスを>取除く。
gettering
―n. [電気]（ゲッター（getter）使用による）残留ガスの除去。
なるほどね。もともとゲッターというのは、悪さをするネズミを捕まえることエサのことなのか。大昔からある言葉なんだね。
リンはガスを吸収するのか。リンっていろんなところに登場するなぁ。
ネズミがエサのところにいくのは、エサがいい臭いがして食べるとおいしいからだろう。
Siの中のネズミである重金属とかは、何が好きでゲッターのところに引き寄せられるのかな。
2. どうして引き寄せられるのか
いろいろな本には、ゲッタリング技術の種類がいろいろ書いてある。手元にある本から主なものを挙げてみると、
ＥＧでは
1. 機械的損傷法
2. 膜堆積法
3. リン拡散法
4. ビーム照射法
などが結構詳しく書いてあった。あとＩＧについても。どれも結晶構造を壊して非結晶状態を作り出すテクニックだ。
ぼくとしては、方法よりも理由が知りたい。そこで色々本を読んでみたが、ゲッタリング効果は、結晶欠陥等によってできる ひずみ場 がゲッタリング源になるということぐらいしか書いていなかった（ぼくが持っている本では）。
ひずみ場とはなんなんだろうか。ひずみ場自体に対する説明は本には載っていなかった。
3. ひずみ場か…
ひずみ場については論文を読めば詳しいことが分かるのだろうか。論文は今手に入らないので、勝手に想像してみるか。
混入した重金属はPやAsと同じようなタイプだったら、４個の価電子はＳｉと共有結合してエネルギーのレベルは価電子帯まで下げられている。残りの１個か２個か知らないが共有結合できなかった価電子は、ダンググリングボンドとなり、高いエネルギーを持ってしまって、それらは禁止帯の中に準位を持つ。
まわりが完全な結晶状態にあるならば、どこへ行っても高いエネルギーを持つ価電子の状態はかわらないから、重金属が特定のところに動く理由はない。
重金属が特定のところに行くということは、そこにはエネルギーが低い状態を得ることができるから行くと思うが、その理由としては、共有結合できずにあぶれた電子もそこに行けば、共有結合できてエネルギーを下げることが可能になるからかな。
このときのエネルギーの変化の具合を、ひずみ場といっているのだろうか。
非結晶状態に重金属がはまるのはジグソーパズルみたいな感じだろうか。FeやNiはＳｉ単結晶の中にいるよりも、ある非結晶状態の中にいるほうが価電子のエネルギーレベルが下がって、居心地がいいのか。
ゲッタリングサイトにＰやＢが吸い込まれて、トランジスタのvthが変わったとかいう話は聞いたことはないが（あったりして）、ジグソーパズルの形が違うのだろうか。
どのような結晶欠陥がどのような重金属をとらえるのかは結晶欠陥の構造が見えないとよくわからないと思うが、いま非結晶領域もがんばれば原子単位で観察することができるのかな。
ひずみ場の関数の形としては、距離をrとすると、クーロン場と同じように長距離に対しても作用するのだから、1/(r^2)の形になっているのかな。これを計算するのは骨が折れそうだ。量子力学を勉強しないとダメだな。難しそう。
4. ゲッターロボ
ゲッターという言葉の意味からするとゲッターロボというのは、悪い奴を退治しに全国行脚するよりも、悪い奴を引き寄せてやっつけるイメージが浮かぶ。そんな話だったっけ。
ゲッターという言葉を初めて聞いたとき、ゲッターロボを思い出した。また、なんで語尾にerが付くのかなとも思った。できるだけ面倒なことはしたくないという気持ちが強かったので、言葉の意味を追いかけるということをほとんどしなかった。疲れていたのかな。
1. もともとゲッターってなんなのよ
図書館に行って、デカい英和辞典で調べてみた。
getter
―n. 1. 得る人。
2. [電気]ゲッター。((電球や真空管内の残留ガスを吸収させる物質；例えば電球の
フィラメントに付けて置くリンや真空管中に置かれるマグネシウムなど))
3. ((カナダ))（田畑を荒らすねずみなどを退治するための）毒入り餌。
―vi. [電気]ゲッターを用いる。
―vt. [電気]（ゲッターを用いて）<残留ガスを>取除く。
gettering
―n. [電気]（ゲッター（getter）使用による）残留ガスの除去。
なるほどね。もともとゲッターというのは、悪さをするネズミを捕まえることエサのことなのか。大昔からある言葉なんだね。
リンはガスを吸収するのか。リンっていろんなところに登場するなぁ。
ネズミがエサのところにいくのは、エサがいい臭いがして食べるとおいしいからだろう。
Siの中のネズミである重金属とかは、何が好きでゲッターのところに引き寄せられるのかな。
2. どうして引き寄せられるのか
いろいろな本には、ゲッタリング技術の種類がいろいろ書いてある。手元にある本から主なものを挙げてみると、
ＥＧでは
1. 機械的損傷法
2. 膜堆積法
3. リン拡散法
4. ビーム照射法
などが結構詳しく書いてあった。あとＩＧについても。どれも結晶構造を壊して非結晶状態を作り出すテクニックだ。
ぼくとしては、方法よりも理由が知りたい。そこで色々本を読んでみたが、ゲッタリング効果は、結晶欠陥等によってできる ひずみ場 がゲッタリング源になるということぐらいしか書いていなかった（ぼくが持っている本では）。
ひずみ場とはなんなんだろうか。ひずみ場自体に対する説明は本には載っていなかった。
3. ひずみ場か…
ひずみ場については論文を読めば詳しいことが分かるのだろうか。論文は今手に入らないので、勝手に想像してみるか。
混入した重金属はPやAsと同じようなタイプだったら、４個の価電子はＳｉと共有結合してエネルギーのレベルは価電子帯まで下げられている。残りの１個か２個か知らないが共有結合できなかった価電子は、ダンググリングボンドとなり、高いエネルギーを持ってしまって、それらは禁止帯の中に準位を持つ。
まわりが完全な結晶状態にあるならば、どこへ行っても高いエネルギーを持つ価電子の状態はかわらないから、重金属が特定のところに動く理由はない。
重金属が特定のところに行くということは、そこにはエネルギーが低い状態を得ることができるから行くと思うが、その理由としては、共有結合できずにあぶれた電子もそこに行けば、共有結合できてエネルギーを下げることが可能になるからかな。
このときのエネルギーの変化の具合を、ひずみ場といっているのだろうか。
非結晶状態に重金属がはまるのはジグソーパズルみたいな感じだろうか。FeやNiはＳｉ単結晶の中にいるよりも、ある非結晶状態の中にいるほうが価電子のエネルギーレベルが下がって、居心地がいいのか。
ゲッタリングサイトにＰやＢが吸い込まれて、トランジスタのvthが変わったとかいう話は聞いたことはないが（あったりして）、ジグソーパズルの形が違うのだろうか。
どのような結晶欠陥がどのような重金属をとらえるのかは結晶欠陥の構造が見えないとよくわからないと思うが、いま非結晶領域もがんばれば原子単位で観察することができるのかな。
ひずみ場の関数の形としては、距離をrとすると、クーロン場と同じように長距離に対しても作用するのだから、1/(r^2)の形になっているのかな。これを計算するのは骨が折れそうだ。量子力学を勉強しないとダメだな。難しそう。
4. ゲッターロボ
ゲッターという言葉の意味からするとゲッターロボというのは、悪い奴を退治しに全国行脚するよりも、悪い奴を引き寄せてやっつけるイメージが浮かぶ。そんな話だったっけ。
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下北沢八郎
頭に浮かんだことを徒然なるままに書いていこうと思います。
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