研究課題
本研究はナノテクノロジー発展の要求に応え、次世代材料・デバイスの開発・評価に不可欠な手段としてナノメートルレベルの微小領域における電気的特性を定量評価するマイクロ波原子間力顕微技術の開発を目的とする。本研究では、材料・デバイスの微小領域における電気的特性の定量評価を可能にする独自の発想に基づき、マイクロ波顕微技術と原子間力顕微技術を融合する全く新しいシステムの確立を図る。原子間力顕微鏡の既存機能である表面形状計測と同時に、新たに材料表面の電気的特性分布を検出・画像化できるマイクロ波原子間力顕微技術を開発する。本年度は以下の実績を得た。1.プローブの接続部の最適化ナノ領域における電気的特性の定量評価の実現は、マイクロ波導波AFMプローブの探針近傍の近接場マイクロ波の高感度検出が必要不可欠である。この目的を達成するため、マイクロ波測定装置とマイクロ波導波AFMプローブの接続部の最適化を行い、理論及び実験解析により、接続部の最適な形状及び寸法を決定した。2.電気的特性分布の検出及び定量評価シリコンウェーハ試験片を用いて、材料の微小領域における電気的特性分布の高感度検出を実施した。導電率の異なるシリコンウェーハ試験片を用いて、マイクロ波の応答と試験片の導電率との関係から、定量評価モデルを構築し、微小領域における電気的特性の定量評価技術を確立した。3.シリコンウェーハ中の電子物性の計測マイクロ波の応答がシリコンウェーハ表面の誘電体である酸化膜を透過できる特性を利用して、シリコン及びシリコン中導入されたドーパントの電子状態により発生するマイクロ波AFMプローブの探針近傍における近接場マイクロ波の変化を検出し、シリコンウェーハ中の電子物性の計測を実現した。
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