1997 Fiscal Year Annual Research Report
走査容量顕微鏡を用いた半導体ナノスケール材料・デバイス評価技術の開発に関する研究
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09555093
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
八百 隆文 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60230182)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 司 東北大学, 先端技術研究開発部, 主任研究員
るー ふぁん 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (70281988)
花田 貴 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (80211481)
朱 自強 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (10243601)
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| Keywords | 走査容量顕微鏡(SCaM) / 局所電気特性評価 / 原子間力顕微鏡(AFM) / 走査トンネル顕微鏡(STM) / MOS構造 / 電荷蓄積 / メモリー |
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| Research Abstract |
前年度までに世界に先駆けて、走査容量顕微鏡(SCaM)/原子間力顕微鏡(AFM)/走査トンネル顕微鏡(STM)複合顕微鏡を開発した。本装置の特色は局所的な電気容量測定、表面モフォロジー測定、電流特性測定の同時計測が可能である点である。AFM、STMに関しては原子レベルでの分解能を得られるもののSCaMの空間分解能は500nm程度と大きかった。本年度は自製のWワイヤー製のカンチレバ-を用いたフィードバック法を開発し、浮遊容量を大幅に削減し、容量の検出感度は10^<-18>[F]を達成した。SCaMフィードバック用のAFMの空間分解能1nm以下、SCaM像の空間分解は20nm以下を実現した。本装置を用いてSiO_2/Si界面に蓄積した電荷を評価した。試料は、n型Siに10nm厚の熱酸化膜を形成したものである。試料にパルスを印加することによって界面に電荷を蓄積した後SCaMで測定した。蓄積電荷のパルス電圧、パルス幅依存性を求め、逆バイアスの印可による蓄積電荷の消去が可能であることを示した。SCaMを用いた極微小メモリーの作成の可能性が示された。さらに、興味あることに、多数キャリヤ-の注入、少数キャリヤ-の注入によって電荷蓄積のライフタイム、電荷量が異なること、この、蓄積された電荷を消去するための電圧パルスも異なることを見出した。さらに、SCaM像を取ると同時に、あらかじめセットされていた点での局所的なC-V測定法も開発し、MOS構造の局所電気特性評価が可能であることを示した。また、本SCaMを用いた新しい半導体評価技術開発の一環として、等温過渡容量法による深い準位の評価の検討を始め、適切な試料の作成とソフト開発を並行して進めた。
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[Publications] H.Tomiye: "Characterization of SiO_2/Si with a novel scanning capacitance microscope combined with on atomic force microscope" Applied Surface Science. 117/118. 166-170 (1997)
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[Publications] H.Tomiye: "Scanning capacitance microscope study of SiO_2/Si interface modified by change injection" Applied Physics A. (印刷中). (1998)
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[Publications] H.Tomiye: "Investigation of charge trapping in a SiO_2/Si system with a scanning capacitance microscope" Japanese Journal of Applied Physics. (印刷中). (1998)
