(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の構成を備える光照射式の熱電気測定装置の試料組立体。
（ａ）電気絶縁性の基板。
（ｂ）前記基板の上に形成された第１中継電極層及び第２中継電極層。
（ｃ）前記第１中継電極層の上に固定された試料。
（ｄ）前記試料の表面上に形成された表面電極層であって、この表面電極層が微細な電極パターンで形成されていて、この電極パターンにおける電極の幅が、試料に照射する光の波長と同程度であり、前記電極パターンの電極部と試料露出領域の面積割合は１：１から１０：１までの範囲内であるような表面電極層。
（ｅ）前記表面電極層と前記第２中継電極層とを接続する導電性のワイヤ。
【請求項２】
請求項１に記載の試料組立体において、前記試料と前記第１中継電極層の間に接着層が介在しており、この接着層がインジウムまたは、金・スズ合金であることを特徴とする試料組立体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の試料組立体において、前記表面電極層と前記中継電極層はいずれも多層膜からなり、これらの多層膜の最上層は金層であって、前記ワイヤは金製のワイヤであることを特徴とする試料組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、試料の温度を変化させて試料の電気特性を測定する熱電気測定装置の試料組立体に関するものである。試料の温度を変化させて試料の電気特性を測定する手法としては、代表的なものに、ＴＳＣ（Thermally Stimulated Current:熱刺激電流）測定法があり、そのほかに、ＤＥＡ（Dielectric Analysis:熱緩和測定）、ＤＬＴＳ（Deep Level Transient Spectroscopy）、ＩＣＴＳ（Isothermal Capacitance Transient Spectroscopy）、ＴＳＩＣ（Thermally Stimulated Ionic Current）、ＩＶ（Current-Voltage characteristic:電流−電圧特性測定法）、ＣＶ（Capacitance-Voltage characteristic:容量−電圧特性測定法）などの測定手法がある。この発明はこれらの測定手法を実施する熱電気測定装置のための試料組立体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＳＣ法は伝統的な熱測定法の一種であり、試料温度を変化させて試料に発生する電流を測定するものである。その測定結果から各種の解析をすることができる。このＴＳＣ法を用いて試料の結晶欠陥を解析することが知られている。例えば、Japanese Journal of Applied Physics, Vol.27, No.2, 1988, pp.260-268（以下、刊行物という）では半絶縁性（semi-insulating）ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）について液体ヘリウム温度から室温までの低温領域でＴＳＣスペクトルを測定することで深い準位のトラップを解析している。
【０００３】
上述の刊行物では、試料組立体について、次のような記載がある。ＧａＡｓ試料の上面中央に半透明のアルミニウム電極（一方の電極となる）を形成して、その周囲にガードリングを形成している。一方、試料の背面には厚いアルミニウム膜（他方の電極となる）を形成している。この刊行物の図面では、加熱可能な支持台の上に試料を載せるようになっているが、試料がどのように支持台に固定されているのかは不明である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の刊行物では、試料に光を照射してＴＳＣ測定を実施しているが、試料表面上の電極によって光が遮られないように、試料表面上の電極を半透明（透過率３０％）のアルミニウム電極にしている。これによって、試料表面上の電極の確保と試料への光の照射とを両立させている。しかしながら、きわめて微弱な電流を測定することを考えると、このような半透明の電極を使うことには、次のような問題がある。まず、半透明あるいは透明の電極とするためには、使える材料が限られる。一方で、微弱電流を測定するための電極としては、オーミックコンタクトとなるように電極の材質を最適なものにする必要があるし、複数の材質からなる多層膜とするのが最適な場合も有り得る。したがって、半透明または透明の電極を採用すると、オーミックコンタクトが犠牲になる。また、半透明または透明の電極を採用すると、照射する光の波長によって透過率が異なるので、試料に到達する光のエネルギーは照射光の波長に依存してしまう。
【０００５】
この発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、光照射式の熱電気測定装置において、試料表面上の電極の確保と試料への光の照射とを両立できて、かつ、電極材質を選択するのに制約のない試料組立体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の光照射式の熱電気測定装置の試料組立体は、次の構成を備えている。（ａ）電気絶縁性の基板。（ｂ）前記基板の上に形成された第１中継電極層及び第２中継電極層。（ｃ）前記第１中継電極層の上に固定された試料。（ｄ）前記試料の表面上に形成された表面電極層であって、この表面電極層が微細な電極パターンで形成されていて、この電極パターンにおける電極の幅が、試料に照射する光の波長と同程度であり、前記電極パターンの電極部と試料露出領域の面積割合は１：１から１０：１までの範囲内であるような表面電極層。（ｅ）前記表面電極層と前記第２中継電極層とを接続する導電性のワイヤ。
【０００７】
試料の表面電極層を微細な電極パターンで形成すると、試料の表面は、電極に覆われた部分と、試料が露出した部分とが、交互に多数現れるような微細なパターンとなる。そして、電極の幅については、試料に照射する光の波長と同程度にする。このような試料表面に光を照射すると、試料が露出した部分から光が試料に侵入する。また、電極の幅は光の波長と同程度なので、電極に覆われた領域にも、光が回折現象によって回り込む。これにより、試料の光吸収効率が向上する。照射光の波長が例えば６８０ｎｍであれば、電極の幅は７００〜１０００ｎｍ程度にすればよい。試料が露出した領域の幅については、電極の幅と同程度から電極の幅の１０分の１程度までの値とすることができる。すなわち、電極部と試料露出部の面積割合は１：１から１０：１までの範囲内とすることができる。微細な電極パターンを形成するには、半導体製造工程で用いられるようなマスク露光やドライエッチングの技術を利用すればよい。このような電極パターンを用いることで、表面電極の確保と光照射を両立させることができる。また、電極の材質としては、半透明や透明の材質を選択する必要がないので、オーミックコンタクトを実現できるような材質を選択することができる。
【０００８】
試料と第１中継電極層の間にはインジウムからなる接着層を介在させることが好ましい。インジウムは、熱伝導率が大きいので、試料と基板及び第１中継電極層との間の熱伝導が良好になり、試料の均熱性が良好になる。また、インジウムは軟らかい金属なので、試料の温度変化を大きくした場合（例えば、液体窒素温度から室温まで温度変化させるような場合）に試料と基板との間で熱膨張率の違いによる応力が発生しても、この応力をインジウムで吸収できる。したがって、試料に内部歪が発生しにくい。なお、インジウムの代わりに、金・スズ合金（例えば、Ａｕ８８％・Ｓｎ１２％）を使ってもよい。この金・スズ合金の熱伝導率も良好である。
【０００９】
基板の材質としては、電気絶縁性が高くて、熱伝導率の大きな材料が好ましく、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）のいずれかを使うことができる。
【００１０】
試料上の表面電極層と、基板上の二つの中継電極層は、いずれも多層膜で構成することができ、その場合に、これらの多層膜の最上層を金層にするのが好ましい。また、前記ワイヤは金製のワイヤとするのが好ましい。その場合は、金ワイヤを金層にボンディングすることになる。このような金同士のボンディングにより、ワイヤと表面電極層及び中継電極層との間に発生する接触起電力や熱起電力が小さくなる。
【００１１】
この試料組立体は、代表的には、ＴＳＣ（Thermally Stimulated Current:熱刺激電流）測定装置に適用することができ、そのほかに、ＤＥＡ（Dielectric Analysis:熱緩和測定）、ＤＬＴＳ（Deep Level Transient Spectroscopy）、ＩＣＴＳ（Isothermal Capacitance Transient Spectroscopy）、ＴＳＩＣ（Thermally Stimulated Ionic Current）、ＩＶ（Current-Voltage characteristic:電流−電圧特性測定法）、ＣＶ（Capacitance-Voltage characteristic:容量−電圧特性測定法）などの測定手法を実施する熱電気測定装置にも適用できる。また、試料としては、例えば、ＧａＡｓなどの化合物半導体の熱電気測定に適している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の試料組立体のひとつの実施形態を示す斜視図である。この試料組立体１０はＴＳＣ測定装置のための試料組立体を例示したものであり、窒化アルミニウム製の基板１２にＧａＡｓ試料１４を接着したものである。窒化アルミニウムは熱伝導性の良好な絶縁材料である。ＴＳＣ測定装置では、試料１４の温度を正確にかつ均一に制御することが重要なので、基板１４の熱伝導性は良好でなければならない。窒化アルミニウムの熱伝導率は、２０℃で１７０[Ｗ／(ｍ・Ｋ)]であり極めて良好である。基板１２の材質としては、そのほかに、窒化ホウ素や、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを使うことができ、それらの熱伝導率（単位は[Ｗ／(ｍ・Ｋ)]）は、窒化ホウ素が２０℃で７５（ただし、方向依存性がある）、酸化ベリリウムが２０℃で２４０、酸化アルミニウムが２０℃で３８である。
【００１３】
細長い基板１２の表面には、一方の端部から中央部分までを占める比較的大きな第１中継電極層２４と、他方の端部の近傍にある比較的小さな第２中継電極層２６とが、間隔をあけて形成されている。これらの中継電極層２４、２６は、真空蒸着（好ましくは電子ビーム蒸着）によって形成されていて多層膜となっており、Ｔｉ/Ｍｏ/Ａｕの三層構造になっている。すなわち、基板１２の側から順に、Ｔｉ（チタン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ａｕ（金）の順番で膜が形成されている。したがって、最上層が金層である。
【００１４】
一番下のＴｉ層は、この多層膜を窒化アルミニウム基板１２に密着させるアンカー効果があり、多層膜の密着性を改善する働きがある。中間のＭｏは最下層のＴｉが最上層のＡｕに拡散するのを防ぐ働きがある。ＴｉがＡｕに拡散すると、Ａｕの仕事関数が変わって雑起電力の原因になる。最上層のＡｕは、第２中継電極層２６にあっては、後述するＡｕワイヤとのオーミックコンタクトを確保するためのものであり、ワイヤボンディングを容易にする。第１中継電極層２６は第２中継電極層と同一の薄膜製造工程で作るので、第２中継電極層の最上層もＡｕになっている。各層の厚さは、Ｔｉが５０ｎｍ、Ｍｏが１００ｎｍ、Ａｕが１μｍ程度である。上述のＭｏの代わりにＰｔを使うこともできる。すなわち、中継電極層２４、２６をＴｉ/Ｐｔ/Ａｕの三層構造にしてもよい。なお、Ｔｉ/Ｍｏ/Ａｕ構造の膜は電子ビーム蒸着で作ることができ、Ｔｉ/Ｐｔ/Ａｕ構造の膜はスパッタリングで作ることができる。
【００１５】
上述の第１中継電極層２４の上に、Ｉｎ（インジウム）からなる接着層１８を介して、ＧａＡｓ試料１４が接着されている。接着層１８の厚さは８〜１００μｍである。試料１４の平面サイズ（基板表面に平行な面のサイズ）は５ｍｍ×５ｍｍであり、試料１４の厚さは１０μｍである。
【００１６】
接着剤を構成するインジウムは熱伝導率が極めて良好なので試料の均熱性が良好になる。ＧａＡｓの結晶欠陥をＴＳＣ測定で解析するには０．２℃以下の試料温度安定性が要求される。そのために試料を一様な温度に制御する必要があるが、接着剤としてインジウムを利用することで、試料の均熱性が良好になる。インジウムの熱伝導率は、２７℃で８１．６[Ｗ／(ｍ・Ｋ)]である。これに対して、従来の接着剤である銀ペーストの熱伝導率は２５℃で４[Ｗ／(ｍ・Ｋ)]であるから、インジウムは銀ペーストに比べて、約２０倍も熱伝導率が大きい。インジウムの代わりにＡｕ／Ｓｎ（金・スズ）合金を用いることもできる。Ａｕ／Ｓｎ合金も熱伝導率も良好がある。例えば、Ａｕ８０％・Ｓｎ２０％合金の熱伝導率は、２０℃で５７．３[Ｗ／(ｍ・Ｋ)]である。
【００１７】
また、接着層を構成するインジウムは、融点が約１５７℃なので、試料組立体１０を例えば１８０℃程度に加熱することで、インジウムを溶かして、測定済みの試料１４を基板１２から取り外すことができる。そして、同じ基板１２に別の試料１４をインジウムで接着固定することができ、これによって基板１２を再利用できる。その場合、測定済みの試料１４に接続されていたＡｕワイヤは取り除いて、新しいワイヤで新試料をボンディングすることになる。基板上の中継電極層２４、２６は数回の再利用が可能である。電子ビーム蒸着法で形成したＴｉ/Ｍｏ/Ａｕの中継電極層は数回の再利用が可能である。また、スパッタリング法で形成したＴｉ/Ｐｔ/Ａｕの中継電極層は、熱履歴に対する物理的強度が良好で、再利用可能回数はさらに増える。なお、インジウムの代わりにＡｕ／Ｓｎ合金を用いる場合には、融点はもう少し高くなるので（Ａｕ８８％・Ｓｎ１２％のときに約２４０℃）、インジウムに比べて基板を再利用するのが難しくなる。
【００１８】
基板１２上に形成した第１中継電極層２４は、電気測定のための電極としての機能のほかに、接着層１８と基板１２との間の接着性を高める機能も果たしている。
【００１９】
試料１４の下面には、試料１４の側から順に、Ｔｉ/Ｍｏ/Ａｕの三層構造の膜１５が形成されている。この三層構造の膜は、基本的に、中継電極層２４、２６と同じ構造の膜である。したがって、第１中継電極層２４の上に試料１４が接着されている箇所では、窒化アルミニウム製の基板１２とＧａＡｓ製の試料１４との間に、基板１２の側から順番に、Ｔｉ/Ｍｏ/Ａｕ/Ｉｎ/Ａｕ/Ｍｏ/Ｔｉの膜が挟まれていることになる。
【００２０】
次に、試料と基板との間の熱応力について説明する。試料と基板は材質が異なるので、その線膨張係数は異なっている。したがって、試料を基板に接着した状態で温度を変化させれば、線膨張係数の違いによって試料と基板とで熱膨張の収縮量が異なることになり、その結果、試料と基板との接着面に熱応力が発生する。この場合、試料と基板との接着面積が大きくなればなるほど熱応力が大きくなる。特に、接着部分の中心部分よりも周辺部分で大きな熱応力が発生する。大きな熱応力が発生すると、試料または基板にクラックが入るなどの問題が生じる。また、熱応力が測定データ（非常に微弱な電流である）に影響を及ぼすことも考えられる。そこで、熱応力があまり大きくならないように、試料と基板との接着面積（すなわち、試料の平面サイズ）をあまり大きくしないことが大切である。図１に示す実施形態では、上述のように試料１４の平面サイズが５ｍｍ×５ｍｍであり、この程度の試料サイズでは、熱応力の影響があまり大きくならず、試料や基板にクラックが入るなどの問題は生じなかった。熱応力の観点からは、これよりも小さい試料サイズであれば、より効果的である。また、試料サイズを小さくすると、試料の均熱性が向上する（試料内の温度分布が小さくなる）という利点もある。
【００２１】
なお、発生する熱応力の大きさは、試料サイズだけではなくて、当然ながら、試料と基板、さらにはその間の接着層の、それぞれの線膨張係数にも依存する。また、試料や接着層の厚さも熱応力に影響を及ぼすことが考えられる。この実施形態について述べると、試料１４の材質であるＧａＡｓの線膨張係数は５．８×１０のマイナス６乗[１／Ｋ]、接着層１８の材質であるインジウムの線膨張係数は３．３×１０のマイナス５乗[１／Ｋ]、基板１２の材質である窒化アルミニウムの線膨張係数は３．９×１０のマイナス６乗[１／Ｋ]である。また、試料１４の厚さは６２５μｍ、接着層１８の厚さは例えば８μｍである。厳密に言えば、このような材質と厚さの組み合わせのときに、上述のように、試料１４の平面サイズが５ｍｍ×５ｍｍまたはそれ以下であることが好ましい、ということになる。しかしながら、材質や厚さが変わっても、線膨張係数や厚さが上述の実施形態の数値例から極端に大きく違っていなければ、熱応力の観点から試料の平面サイズを５ｍｍ×５ｍｍ以下にする、という目安は有効である。
【００２２】
次に、試料１４の上面に形成する膜について説明する。試料１４の上面には円形状の領域に形成された表面電極層２０と、その周囲を間隔をおいて取り囲む環状のガードリング２２とが真空蒸着によって形成されている。表面電極層２０は後述するように微細な電極パターンとなっている。表面電極層２０とガードリング２２は同一構造の多層膜からなり、ＡｕＧｅ/Ｎｉ/Ａｕの三層構造になっている。すなわち、試料１４の側から順に、Ａｕ８８％・Ｇｅ１２％のＡｕＧｅ（金ゲルマニウム）合金、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）の順番で膜が形成されている。したがって、最上層が金層になる。このような三層構造は、Ａｕワイヤと表面電極層２０及びガードリング２２とのオーミックコンタクトをとるためのものである。最下層のＡｕＧｅ合金はＧａＡｓ試料１４との密着性を良好にする働きがある。各層の厚さは、ＡｕＧｅが５０ｎｍ、Ｎｉが１０ｎｍ、Ａｕが５００ｎｍ程度である。
【００２３】
表面電極層２０の最上層（Ａｕ）はＡｕワイヤ２８によって第２中継電極層２６の最上層（Ａｕ）に電気的に接続されている。また、ガードリング２２の最上層（Ａｕ）はＡｕワイヤ３０によってガード電極２３（図２を参照）に電気的に接続されている。なお、Ａｕワイヤの代わりに、ＰｔワイヤやＡｌ（アルミニウム）ワイヤを使うことも可能である。ただし、その場合は、表面電極層２０、ガードリング２２及び第２中継電極層２６の最上層をワイヤの材質と同じにすることが大切である。
【００２４】
次に、表面電極層２０の形状について説明する。この表面電極層２０は、図４（ａ）に示すように、全体の外形が概略円形の微細な電極パターン６４によって形成されている。この電極パターン６４は、細長い線状部６６が互いに平行に延びていて、細長い線状部６６の間には細長い隙間６８が形成されている。この隙間６８のところで試料の表面が露出している。多数の線状部６６は連結部７０によって互いに連結されている。したがって、全体としては櫛状のパターンになっている。連結部７０にはＡｕワイヤ２８が接続されている。この試料組立体は、試料に励起光を照射してＴＳＣ測定を実施するためのものであり、表面電極層がこのように微細な電極パターンになっているので、試料の露出部（上述の隙間６８の部分）に励起光が直接当たるようになっている。そして、この実施形態では、線状部６６の幅と、隙間６８の幅は、それぞれ、励起光の波長と同程度になっている。
【００２５】
このような電極パターンの６４の上方から励起光（図２を参照）を照射すると、試料が露出した部分に励起光が直接当たって、励起光が試料に侵入する。また、線状部６６の幅は励起光の波長と同程度なので、線状部に覆われた領域においても、励起光が回折現象によって回り込む。したがって、試料のほぼ全面に励起光が侵入することになる。励起光を試料に侵入させるという観点からは隙間６８の幅は広くても問題ないが、試料で発生する微弱な電流を効率的に検出するという観点からはあまり広くしない方がよい。したがって、この実施形態では、隙間６８の幅についても励起光の波長と同程度にしている。励起光として波長が６８０ｎｍのレーザ光を使うことを仮定すると、線状部６６の幅と隙間６８の幅は、それぞれ、７００〜１０００ｎｍ程度であればよい。線状部６６の幅は励起光の波長よりも小さくする必要はない。このような微細な電極パターンを形成するには、半導体製造工程で用いられるようなマスク露光やドライエッチングの技術を利用すればよい。照射光の波長を大きく変更する場合は、線状部６６の幅を照射光の波長に合わせて変更すればよい。
【００２６】
なお、電極パターンにおける隙間６８の幅は、電流検出効率を上げるために線状部６６の幅よりも小さくしてもよく、可能ならば、線状部６６の１０分の１程度まで小さくしてもよい。したがって、線状部６６（電極部）と隙間６８（試料露出領域）の面積割合は１：１から１０：１までの範囲内にすることができる。
【００２７】
試料の表面電極層の形状は図４（ａ）の形状に限定されない。電極の幅や隙間の幅が励起光の波長と同程度になるような微細パターンとなっていれば、どのような形状でも構わない。図４（ｂ）は表面電極層の電極パターンの別の例である。この例では、細長い線状部７２が互いに平行に形成されていて、それらの線状部７２の中央を通るように、線状部７２と直角に連結部７４が形成されている。この連結部７４にＡｕワイヤ２８が接続されている。
【００２８】
図４（ｃ）は表面電極層の電極パターンのさらに別の例である。この例では、電極パターンが微細な格子状のパターン７６になっている。すなわち、細長い多数の線状部が縦と横に交差しており、隙間の部分は正方形になっている。この電極パターンでも線状部の幅と隙間の幅（すなわち正方形の一辺）が励起光の波長と同程度になっている。
【００２９】
次に、この試料組立体１０をＴＳＣ測定装置に取り付けるときの構造を説明する。図２は試料組立体１０とその取付構造及び電気回路を示す正面断面図である。試料組立体１０は２本のステンレス鋼製の支持棒３２、３４によってＴＳＣ測定装置内に支持されている。これらの支持棒３２、３４は電気回路を構成するための導体としても機能する。試料上１４のガードリング２２は接地電位のガード電極２３にＡｕワイヤ３０によって接続されている。
【００３０】
左側の支持棒３２はネジ４０によって試料組立体１０の基板１２に結合されている。支持棒３２の下端面と第１中継電極層２４の上面との間にはＡｕワッシャ３６が挿入されている。基板１２と第１中継電極層２４とＡｕワッシャ３６には、それぞれ、ネジ４０が通過できる貫通孔４３（図１を参照）が形成されている。支持棒３２の下部には、ネジ４０と噛み合うメネジが形成されている。右側の支持棒３４も、同様に、ネジ４２とＡｕワッシャ３８によって基板１２に結合されている。Ａｕワッシャ３６、３８を挿入しない場合には、広い温度範囲（例えば、液体窒素温度と室温の間）で温度を変化させたときに、ステンレス製の支持棒３２、３４の熱変位（温度変化による伸縮）によって、窒化アルミニウム製の基板１２が割れたり、基板上の中継電極層２４、２６に亀裂が入ったりすることがある。Ａｕワッシャ３６、３８を挿入することで、このような問題が解消する。
【００３１】
１対の支持棒３２、３４の間には電流計４４と電圧源４６が選択的に接続されることになる。支持棒３２、３４につながる配線６０は３重シールド線になっていて、できるだけノイズを防ぐようになっている。
【００３２】
図３は試料組立体１０の平面図である。基板１２の上に形成された第１中継電極層２４と第２中継電極層２６はハッチングで示してある。また、試料１４の上に形成されたガードリング２２もハッチングで示してある。基板１２の中央付近には穴４８が形成されていて、この穴４８に温度測定用の白金抵抗体（または熱電対）が挿入される。
【００３３】
この試料組立体１０は、試料１４の上面の表面電極層２０を第２中継電極層２６に接続し、試料１４の下面を第１中継電極層２４に接続しているので、試料１４の厚さ方向に流れる熱刺激電流を測定することになる。
【００３４】
図５はＴＳＣ測定装置における試料組立体の周囲の構造を概略的に示す正面断面図である。試料組立体１０は１対の支持棒３２、３４で支持されている。ヒータコイル５０を巻いた円筒状のカバー５２は昇降可能であり、このカバー５２を下げることで試料組立体１０の周囲を覆うことができる。試料組立体１０を収容する空間５４にはヘリウムガスが満たされている。その外側の空間５６には液体窒素が満たされている。さらにその外側の空間５８は真空に排気されている。
【００３５】
図６は図１の試料組立体１０を使ったＴＳＣ測定条件の一例を示すグラフである。まず、試料の温度を室温（例えば２０℃）からマイナス１８０℃まで、毎分１℃の温度勾配で下げていく。次に、試料の温度をマイナス１８０℃に保った状態で、試料に１０Ｖの電圧を２０分間印加する。その間に、試料に６８０ｎｍの波長のレーザ光を１８分間照射する。このように、電圧の印加とレーザ光の照射により、ＧａＡｓ試料中の結晶欠陥を励起状態にする。その後、試料温度をマイナス１８０℃から室温まで毎分１℃の温度勾配で上げていく。そのとき、試料にはマイナス０．２Ｖの電圧を印加する。温度が上昇していくに従って、上述の励起状態が緩和されていき、試料中に微弱な電流（例えば、１０のマイナス１３乗アンペアからマイナス１５乗アンペア程度の微弱電流）例えば脱トラップ電流が生じる。この電流を温度の関数として測定することによりＴＳＣスペクトルが得られ、これを解析することで、試料の結晶欠陥の状況を知ることができる。
【００３６】
【発明の効果】
この発明の試料組立体は、試料表面上の表面電極層を微細な電極パターンにしたので、このような試料表面に光を照射すると、微細な電極パターンの試料露出領域から光が試料に侵入する。そして、電極の幅は光の波長と同程度なので、電極に覆われた領域にも、光が回折現象によって回り込む。これにより、試料のぼぼ全領域に励起光を行き渡らせることができ、表面電極の確保と光照射とを両立できる。また、試料表面の電極の材質を半透明または透明の材質とする必要がないので、電極材質に制約がなく、オーミックコンタクトに適した最適な材質を選択できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の試料組立体のひとつの実施形態を示す斜視図である。
【図２】試料組立体とその取付構造及び電気回路を示す正面断面図である。
【図３】試料組立体の平面図である。
【図４】試料上の表面電極層の電極パターンの平面図である。
【図５】ＴＳＣ測定装置における試料組立体の周囲の構造を概略的に示す正面断面図である。
【図６】図１の試料組立体を使ったＴＳＣ測定条件の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  試料組立体
１２  基板
１４  試料
１８  接着層
２０  電極層
２２  ガードリング
２４  第１中継電極層
２６  第２中継電極層
２８、３０  Ａｕワイヤ
６４  電極パターン
６６  線状部
６８  隙間
７８  励起光
【図１】
0004113664.tif 000002
【図２】
0004113664.tif 000003
【図３】
0004113664.tif 000004
【図４】
0004113664.tif 000005
【図５】
0004113664.tif 000006
【図６】
0004113664.tif 000007