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2011 年度 実績報告書

高分解能RBS法の超高感度化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21360022
研究機関京都大学

研究代表者

木村 健二  京都大学, 工学研究科, 教授 (50127073)

研究分担者 鈴木 基史  京都大学, 工学研究科, 准教授 (00346040)
中嶋 薫  京都大学, 工学研究科, 助教 (80293885)
キーワードノイズ低減 / 高分解能RBS / 高分解能ERDA / 軽元素分析 / 位置検出器
研究概要

高分解能RBS法の検出感度は、エネルギー分析器のS/N比で決定されるが、母相よりも重い元素の場合は数10~数100ppm程度である。この感度は多くの応用においては十分であることが多いが、例えば次世代のULSIにおける極浅接合実現のためのドーパント分布の測定など、応用分野によっては検出感度の向上が強く求められている。本研究では、これに応えて、高分解能RBS法の検出感度を向上させることを目的として研究を行った。具体的にはシリコン中のヒ素の検出感度を10ppmまで向上させることを目標とし、また、高分解能反跳粒子検出法を用いて、シリコン中のホウ素に関しては0.1at.%以下の検出感度を目標とした。
昨年度までの研究で、ヒ素の検出感度を250ppmから10ppmまで向上させることに成功した。今年度は、まず、昨年度までに開発した同時計測法でイオンの検出効率がどの程度低下しているかを検討した。その結果80%程度の高い検出効率で同時計測が可能であることが確かめられた。次に、高分解能RBS法で特に検出感度の悪い、軽元素の検出感度の向上を目指して、おなじ装置を用いて高分解能反跳粒子検出法によりシリコン中のホウ素分析を行い検出感度の評価を行った。このために、まず、検出器の前に設置しているマイラ膜の適正な厚さを、マイラ膜中のイオンの運動をTRIMコードでシミュレートすることにより決定した。その結果、0.5ミクロンのマイラ膜が適当であることがわかったので、この厚さのマイラ膜を検出器の前に設置して、プラズマドーピング法でホウ素をシリコン中に注入した試料中のホウ素の深さ分布を、この試料にHeイオンを照射して、25度の角度に反跳されたイオンを、改良したエネルギー分析器で分析することにより測定した。その結果、0.08at.%の検出感度でホウ素の分析が可能であることが示せた。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Improvement of sensitivity in high-resolution ERDA2012

    • 著者名/発表者名
      H.Hashimoto, K.Nakajima, M.Suzuki, K.Sasakawa, K.
    • 雑誌名

      clear Instruments and Methods in Physics Research

      巻: 273 ページ: 241-244

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2011.07.085

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of sensitivity in high-resolution RBS2011

    • 著者名/発表者名
      H.Hashimoto, K.Nakajima, M.Suzuki, K.Sasakawa, K.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 82 ページ: 063301-1-5

    • DOI

      10.1063/1.3594095

    • 査読あり
  • [学会発表] provement of sensitivity in high-resolution RBS by reducing detector noi2011

    • 著者名/発表者名
      H.Hashimoto, K.Nakajima, M.Suzuki, K.Sasakawa, K.
    • 学会等名
      The 6th International Workshop on High-Resolution Depth Profiling
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2011-06-29
  • [学会発表] High-resolution depth profiling of boron in silicon : comparison between high-resolution RBS/ERDA and atom probe2011

    • 著者名/発表者名
      Sho Fujita, Kaoru Nakajima, Kaoru Sasakawa, Motofumi Suzuki, Wilfried Vandervorst, Kenji Kimura
    • 学会等名
      8th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices
    • 発表場所
      Seoul, Republic of Korea
    • 年月日
      2011-05-24
  • [学会発表] Improvement of sensitivity in high-resolution RBS/ERDA2011

    • 著者名/発表者名
      H.Hashimoto, K.Nakajima, M.Suzuki, K.Sasakawa, K.
    • 学会等名
      e 20th International Conference on Ion Beam Analysi
    • 発表場所
      Itapema, Brazil
    • 年月日
      2011-04-14

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公開日: 2013-06-26  

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