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電子線ホログラフィによる半導体デバイス中電位分布の解析


概要:電子線ホログラフィを用いて、不純物濃度の低い電界効果トランジスタ(MOSFET)中の2次元断面電位分布解析に成功した。

背景と目的
 ナノテクノロジーで必要とされる材料・デバイスをそれらの製造環境あるいは使用環境に近い状態で
解析する(アクティブ・ナノ計測)手法を開発し、応用解析を行う。

手法(電子線ホログラフィ)
電子線ホログラフィは下記のような2段階の結像方法であり、通常の透過電子顕微鏡では観察できない微小領域の電場・磁場を定量的に解析することができる。

図1 → 図2
図1 透過電子顕微鏡によるホログラムの撮影 図2 コンピューターによる画像解析



結果(電界効果トランジスタ(MOSFET)断面の電位分布解析)
電子線ホログラフィを用いて図3に示すような不純物濃度の低いウエハに形成したMOSFETの断面を観察した。結果を図4に示す。 このような固体内電位分布の2次元的計測・観察は多くの材料・デバイスの研究開発に役立つと考えられる。
(Z.Wang, T.Hirayama, K.Sasaki, H.Saka, N,Kato, Applied Physics Letters, 80:246-248(2002))

図3 図4
図3 MOSFET断面の模式図 図4 MOSFETの断面
(a) 通常の電子顕微鏡像
(b) 位相分布像


【謝 辞】
本研究の共同研究者である名古屋大学坂公恭教授、佐々木勝寛、(株)アイテス加藤直子各氏に感謝致します。
また、本研究の一部は、文部科学省「アクティブ・ナノ計測基盤技術の確立」の一環として実施したものである。
連絡先 : 平山 司(hirayama@)

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