走査型非接触過渡容量分光法の開発及び極薄酸化膜-シリコン界面特性の評価

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450014
• Research Institution: Himeji Institute of Technology
• Principal Investigator: 吉田 晴彦 姫路工業大学, 工学部, 講師 (90264837)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内橋 貴之 姫路工業大学, 工学部, 助手 (30326300) ; 岸野 正剛 姫路工業大学, 工学部, 教授 (50201455)
• Keywords: 非接触評価 / 局在凖位 / ライフタイム / 容量-電圧特性 / 過渡容量分光法 / ウェーハマッピング / 走査型容量顕微鏡 / SOI

Research Abstract

本研究では、走査型非接触過渡容量分光法の開発を行い、非接触で局在準位やライフタイム等のウェーハ面内分布の評価を可能にすることを目的としている。さらに、走査型非接触過渡容量分光法の高精度な定量評価の利点を生かし、走査型非接触過渡容量分光法の測定電極を走査型容量顕微鏡(SCM)の探針サイズにできるだけ近づけて、界面トラップのミクロな定量評価の可能性について検討することを目的としている。
平成13年度は、走査型非接触過渡容量分光法の評価システムの開発として、走査型非接触過渡容量分光法用クライオスタットの設計及び開発を行った。現在、走査型非接触過渡容量分光法の評価システムの作製及び動作確認を行っており、今後局在準位やライフタイム等のウェーハ面内分布の評価への有用性及び更なる高性能化に向けて研究を進めていく予定である。
走査型非接触過渡容量分光法と走査型容量顕微鏡(SCM)との融合の可能性についての検討では、容量検出器としてRF帯周波数復調回路を用いた容量検出器を開発し、その検出感度について予備実験を行った。その結果、帯域1kHzで1.6×10^<-20>/F√Hz、帯域1Hzで3×10^<-23>/F√Hzの検出感度を有していることが分かった。
また、近年注目されているSOIウェーハの電気的評価に非接触容量-電圧測定技術が適用可能であるか予備実験を行った。SOIウェーハはシリコンとシリコン酸化膜の多層膜構造で従来の評価法の適用が困難であるために、本研究でSOIウェーハ特有の評価方法について検討を行った。その結果、SOIウェーハの各層を分離して評価できる容量-電圧測定法を見いだした。これらの成果については現在論文発表準備中である。