電子分光電子顕微鏡法によるSi中の酸素析出物の微細構造評価

使用电子能谱和电子显微镜评估硅中氧沉淀物的微观结构

• 批准号: 11123228
• 负责人: 友清 芳二
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11123228/
• 关键词: シリコンウエハ; 不純物ゲッタリング; 収束電子回折; 格子歪; 酸素析出物; 高次ラウエゾーン・パターン

目的:半導体デバイスプロセスの不純物ゲッタリング効果改善のための手がかりをつかむために、(1)不純物ゲッタリングシンクとしてSiウエハー中に導入された板状酸素析出物(SiO2)周辺の格子歪み分布を詳細に調べる。(2)Siウエハー裏面にCVD法でPoly-Siを被着させた場合の界面近傍のSi格子の歪み分布と比較検討を行う。方法:新型のナノプローブ電子分光型電子顕微鏡(電界放射電子銃、Ω型エネルギーフィルター装備)を使用して、収束電子回折(CBED : Convergent Beam Electron Diffraction)の高次ラウエゾーン(HOLZ : Higher Order Laue Zone)の回折線(HOLZ線)を観察する。結果:(1)酸素析出物の板面に垂直な方向(母相Siの[010]方向)には圧縮歪みが、板面と平行な方向(母相の[100]方向)には引っ張り歪みが存在することがわかった。(2)HOLZ線の分裂間隔および回折ディスクに現れる消衰縞の形状変化から、析出物とSi母相界面近傍でのSi格子の湾曲を定量的に評価することができた(板面から0.5μm離れた地点で20〜30mrad)。(3)ウエハー裏面に被着させたポリSiとの界面近傍の格子歪みと比べると、析出物周辺の方が歪み量は約1桁大きい。これにより、ウエハー裏面に被着させたポリSiとの界面よりも酸素析出物界面の方が不純物ゲッタリング効果が高いことを説明できた。これは半導体デバイスプロセスにおける不純物ゲッタリング効果改善のための重要な手がかりを与えてくれる。(4)新型のナノプローブ電子分光型電子顕微鏡を使用すると、従来の分析電顕に比べて回折の空間分解能(プローブ径:1〜2nm)は1桁改善され、試料は1.5倍厚いもの(Siでは約450nm)が使用できることを証明した。

Objective: To improve the quality of impurities in semiconductor,(1) To adjust the lattice distribution of plate-like acid precipitate (SiO2) in detail. (2)Si In the case of CVD method, the distribution of Si lattice near the interface is discussed. Methods: A new type of electron spectroscopic micromirrors (electron emitter, Ω type electron spectrometer) was used to observe the high order Laue Zone (HOLZ) of convergent Beam electron diffraction (CBED). Results:(1) The acid precipitates were found to be compressed in the vertical direction of the plate surface (parent phase Si and [010] direction) and expanded in the parallel direction of the plate surface (parent phase Si and [100] direction). (2) The splitting interval of HOLZ line is too large to reflect the change of shape of attenuation, precipitation and Si lattice near the interface of Si parent phase. (3)The inner surface of the precipitate is surrounded by a lattice near the interface, and the periphery of the precipitate is surrounded by a lattice near the interface. The interface between impurities and impurities is described in detail below. The impurities in semiconductor products are important for improving the quality of semiconductor products. (4)The use of the new type of electron spectroscopic electron micromirrors is demonstrated by the improvement of the spatial resolution energy of the sample (Si: about 450nm) compared with the analytical electron microscope (Si:1 ~ 2 nm).

项目成果

Y. Tomokiyo et al.: "Structure of Platelet Oxide Precipitates in Si Wafers"Proc. Int. Conf. m Solid-Solid Phase Transformation. 301-304 (1999)

Y. Tomokiyo 等人：“硅晶片中片状氧化物沉淀的结构”Proc。

Y. Tomokiyo et al.: "Recent Development in Quantitative Electron Diffraction for Crystallography of Materials"Materials Transactions, JIM. 39・9. 927-937 (1998)

Y. Tomokiyo 等人：“材料晶体学定量电子衍射的最新进展”，Materials Transactions，JIM 39・937 (1998)。

Y. Tomokiyo et al.: "Enegy filtering transmission electron microscopy using the new JEM-2010FEF"Journal of Microscopy. 194・1. 210-218 (1998)

Y. Tomokiyo 等人：“使用新型 JEM-2010FEF 的能量过滤透射电子显微镜”《显微镜杂志》194・1（1998 年）。