Charakterisierung von strukturierten Materialien der Halbleitertechnologie mittels aperturloser Streulicht-Rasternahfeldmikroskopie

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Ziel des Projektes ist die Abbildung elektromagnetischer Eigenschaften von Halbleiterstrukturen mittels aperturloser Streulicht-Rasternahfeldmikroskopie (s-SNOM) im mittleren Infrarotbereich (λ = 7-10 µm). Eine metallische AFM-Spitze streut dazu eine externe elektromagnetische Strahlung, Amplitude und Phase der gestreuten Strahlung hängen von der komplexen Dielektrizitätszahl der Probe ab. Somit können sowohl Materialien als auch unterschiedliche Phasen von hoch-ε-Dielektrika oder Bereiche mit unterschiedlicher Ladungsträgerkonzentration im Halbleiter eindeutig identifiziert werden. Das schwache optische Signal, das von der Spitze gestreut wird, wird über ein Interferometer detektiert und die höheren harmonischen Anteile der Schwingungsfrequenz der Spitze werden demoduliert. Unabhängig von der Anregungswellenlänge werden für die laterale Auflösung des Verfahrens 10-30 nm erwartet. Die Herstellung geeigneter Proben und Rasterkraftspitzen wird mittels fokussierter lonenstrahlen (FIB) durchgeführt und optimiert, um maximale Empfindlichkeit, Ortsauf¬lösung und Kontrast zu erreichen. Als neuer Ansatz wird dabei die Herstellung von schrägen Querschnitten mittels FIB zur Erhöhung der Tiefenauflösung verfolgt. Die Messergebnisse werden mit alternativen Rasterkraftmethoden (SSRM, SCM) bzw. konventionellen Analysemethoden (REM, SIMS) verglichen.