超低速イオンを用いたFIB誘起ダメージ層の除去による原子レベル表面・界面構造解析

使用超慢离子去除 FIB 引起的损伤层进行原子级表面/界面结构分析

• 批准号: 04J08002
• 负责人: 下藤 潤平
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J08002/
• 关键词: 低速イオン; 表面・界面荒れ; FIB誘起ダメージ層; GaAs; 断面TEM観察; 連続照射

本研究では,超低速イオンビーム(100eV以下)を用いた断面透過型電子顕微鏡観察用試料作製法の確立と,半導体デバイスの原子レベルでの表面・界面構造評価への応用を目的としている.低速イオンビーム照射を行うにあたり,試料へ均一なイオンビーム箏流で照射し,イオンビームのドーズ量をおさえる必要があるため,低速イオン銃の集束レンズ条件を設定する際に,試料にイオンビームを照射することなく集束レンズ条件の設定を行えるように,低速イオンビームの軸調整用ホルダーを試作した.試作した軸調整用ホルダーを用いて,集束レンズ条件を設定した後,低速イオンビームを照射して,FIB誘起ダメージ層の除去を行った.本年度に得られた結果は以下のとおりである.GaAsへき開試料に表面垂直方向から25keV Ga^+FIBを照射し,GaAs試料表面に形成されたFIB誘起ダメージ層へ100eV Ar^+イオンを照射し,FIB誘起ダメージ層の除去を行った.その結果,FIB誘起ダメージ層が除去出来ている部分と,完全に除去されていない部分とを観察した.除去出来ている部分は,FIB照射後に見られた表面・界面荒れが平坦となっており,また厚さ〜35nmのFIB誘起ダメージ層が〜2nmに除去できていた.完全に除去出来ていない部分は,表面・界面が荒れており,また厚さ〜10nmのダメージ層を観察した.このことから,100eV Ar^+イオン照射によるFIB誘起ダメージ層の除去では,FIB照射後の表面・界面荒れおよび,FIB誘起ダメージ層全体を除去することが出来ないことがわかった.

The purpose of this study is to establish a method for preparing a sample for ultra-low speed electron microscopy (100eV or less) and to evaluate the surface and interface structure of semiconductor materials. Low speed irradiation, sample uniformity, sample size, sample size Try to adjust the axis of the use of medium, cluster conditions set up, low speed light, induce the removal of the layer This year, the following results were obtained.GaAs samples were exposed to 25keV Ga^+FIB in the vertical direction, resulting in the formation of a FIB induced layer on the surface of GaAs samples. As a result,FIB induced the layer to remove the part of the medium, completely remove the part of the medium and observe it. After FIB irradiation, the surface and interface were flattened, and the thickness of FIB induced layer was ~ 35nm. The surface and interface are completely removed, and the thickness of the layer is ~ 10nm. The surface and interface after FIB irradiation were completely removed.