2020 Fiscal Year Annual Research Report
低加速二次電子像におけるコントラスト増幅観察法の開発
| Project/Area Number |
19K22065
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
板倉 賢 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (20203078)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
熊谷 和博 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (20582042)
都甲 薫 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (30611280)
安田 雅昭 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30264807)
赤嶺 大志 九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (40804737)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
|
| Keywords | 走査型電子顕微鏡 / 二次電子 / 像コントラスト / モンテカルロ理論計算 / 低加速SEM / 表面物性計測 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
金属誘起結晶化（MILC）SiGe薄膜の結晶と非晶質とで低加速SEMの二次電子（SE）像コントラスト（SE収率）に違いが出る問題を取り上げ、物理的根拠のある成因解明を行うと共に、微弱なSE像コントラストをコンタミ層導入により増幅して可視化する観察法について検討した。
系統的なSEM観察により、固相結晶化（SPC）Ge薄膜でも結晶と非晶質では低加速SE像コントラストに明瞭な違いが出ることが確認できた。またホール効果測定により結晶と非晶質では伝導率が大きく異なることが確かめられた。しかしMILC-SiGe薄膜の結晶領域は明コントラストなのに対し、SPC-Ge薄膜ではコントラストが逆転するなど差異が観察されたので、再度MILC-SiGe薄膜に着目して成因解明を試みた。オージェ電子分光測定で得られた仕事関数は結晶の方が大きいので、薄膜表面から電子が脱出し難くSE収率は下がることになる。つまり明コントラストを呈する結晶の方が電荷密度は高くSE生成数がかなり多いと推察され、今後ホール測定などで確かめていく必要がある。
一方、ビームスキャンを繰り返す詳細なSEM観察の結果、スキャン毎に導入されるコンタミ層の影響でSE収率は一旦増加した後で減少することが判明した。コンタミ層を模したAl薄膜を付けたAl/Au試料でのSE収率のモンテカルロ計算から、Al原子層薄膜を付けることにより、試料表面の仕事関数がAlと同じ値まで引き下げられると仮定すると、Al薄膜の膜厚増加に伴うSE収率の増加と減少を再現できた。この結果は、試料表面に原子数層レベルのコンタミ層（カーボン蒸着膜）を付与することでSE像コントラストを増幅して可視化できることを示唆している。今後、薄膜表面の結晶と非晶質での帯電状態の違いなど更に詳細な検討を行うことで、低加速SE像においてコントラストを増幅する新たな観察法として期待できる。
|
