2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of dopant concentration measuring technique for next generation semiconductor devices
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25420285
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
田中 成泰 中部大学, 生命健康科学部, 教授 (70217032)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 電子線誘起電流 / EBIC / SEM / シリコン / 不純物濃度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
EBICに基く半導体中の不純物分布の解析手法について、実験およびシミュレーションを用いて検討してきた。実験では、試料は厚み方向に不純物分布のあるシリコンを用い、断面方向から観察できるようにTEMの断面試料作製の要領でface to faceで貼り合わせた後に楔型に加工した。この後、一方の面にはオーミック電極を、もう一方の面にはショットキー電極を形成してEBIC試料を作製、SEMを使って観察した。ショットキー電極側から電子線を入射した場合、試料の厚いところでは大きなEBICが流れた。face to faceで貼り合わせた表面近くでは不純物濃度に分布があるので、不純物分布に応じたEBIC電流の変化が見られ、理論と一致する傾向が得られた。オーミック側から電子線を入射した場合、不純物濃度に応じて、EBICがある厚みで最大となる結果が得られた。この傾向も、理論と一致する。EBICのシミュレーションは、予め分かっている不純物濃度を使って3次元の輸送方程式を有限要素法を使って解くことで行った。様々な条件でシミュレーションを行ったが実験の結果を正しく再現できないことが判明した。この原因としてface to face試料作製の難しさにあるように思われる。TEMではあまり問題とならないが、2枚の試料を貼り合わせている接着剤の層が、研磨中に表面近傍の濃度変化のある層に付着し、EBIC観察の障害となっているように思われる。以上のように本手法は、定性的には簡便に不純物の分布が分かるが、手量的に行うためには、試料作製をより慎重に行う必要がある。
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