高分解能マイクロX線回折法による歪みシリコン基板の研究

高分辨率微X射线衍射法研究应变硅衬底

• 批准号: 16760018
• 负责人: 竹田 晋吾
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Japan Synchrotron Radiation Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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-16760018/
• 关键词: X線; マイクロ回折; 歪みシリコン; 評価; ゾーンプレート; 光学計; サブミクロン; 半導体デバイス

本申請の研究に於いて本年度は、半導体デバイス基板を目的としたX線マイクロ回折光学計を開発し、その応用の第1段階として歪みシリコン基板の薄膜層の評価を行った。歪みシリコン基板とは、格子定数の大きなSi_<1-x>Ge_x層上に極薄Si層を形成して数%オーダーの引っ張り歪を加えることによりバンド構造を変調させ、キャリアの移動度の向上を実現する基板である。この技術は、半導体デバイスの微細化による高速化の限界を打破する手法として非常に注目を集めている。この歪シリコン技術の成功の鍵は、高品質の歪シリコン基板の開発にある。歪シリコン技術では数%オーダーの大きな歪を必要とするため、如何に無欠陥で均一性良く歪を導入できるかが移動度の向上に直結するためである。このため、歪みシリコン層の評価は非常に重要な課題である。そこで、本研究において歪シリコン層の歪をサブミクロンオーダーの空間分解能で定量することのできる評価法を開発した。本研究で選択した評価方法は、X線マイクロ回折である。X線マイクロ回折は、他の結晶歪み評価手法と比較して、歪みを直接測定できる、試料を非破壊で評価できるといった有効性がある。本研究で開発したX線マイクロ回折計は、集光素子としてゾーンプレートを利用することによりサブミクロンの空間分解能で歪を評価することが可能となった。実際に集光実験を行った結果、11keVのX線に対して集光X線のサイズは0.5μm(垂直)×1.6μm、角度発散は20arcsecを達成できた。本装置を用いて歪みシリコン基板のSiGe層の結晶性評価を行った。測定を行ったうちの代表的な結果について示す。60゜転位の導入により歪みが緩和されたSiGe基板では、ブロードな回折スポット中に数個のサブピークが観察された。これらは通常サイズのX線ビームを用いた回折測定では観察することが出来なかったものである。このようなサブピークの出現は、SiGe層中のモザイシティを反映している。その他様々な歪シリコンの歪層評価により、歪シリコン基板の高品質化に非常に有用な情報を提供できることを示すことができた。

The purpose of this application's research this year is to use X-ray refraction of semiconductor substrates. The first stage of the learning plan is to open the thin film layer of the substrate and use it. A very thin Si layer is formed on the Si_<1-x>Ge_x layer of the skewed substrate and the lattice fixed number%オーダーのInductionっ张とによりバンド Structure を変adjusted させ, キャリアのMovement のUP を実appears するbase plate である. The technology, the miniaturization of semiconductors and the speeding up of semiconductors have broken the boundaries and the techniques have attracted great attention. The key to the success of our technology is the high quality of our substrates. The technology of the crooked crotch is the number of % オーダーの大きな crooked とするため、How to に无The lack of homogeneity and good く crooked を import で き る か が movement の upward に straight knot す る た め で あ る.このため, skewed みシリコンlayer のvaluation価はvery importantなsubjectである.そこで、This research is done byダーのspace decomposition can be quantified and evaluated using the method of quantification. In this study, the selected evaluation methods and X-ray imaging methods were selected. X-ray malocclusion, other crystal distortion evaluation method and comparison method, distortion measurement method, direct measurement of the sample, non-destructive evaluation of the sample, effectiveness of the evaluation method. In this study, we used X-ray radiometer and photoconcentrator technology.することによりサブミクロンの spatial decomposition energy でskewをreview価することがpossibleとなった. The results of the 11keV concentrated X-ray and the 11keV concentrated X-ray are 0.5μm (vertical) × 1.6μm and the angle is 20arcsec. This device is used to evaluate the crystallinity of the SiGe layer of the SiGe substrate. The result of the measurement is the representative result of the measurement. The introduction of 60゜転 bits and the relaxation of the SiGe substrate are as follows: The ブロードなturns back the スポット中にseveral のサブピークが観看された. Normally, the X-ray of the X-ray is measured by folding back the X-ray. The このようなサブピークの appears, and the のモザイシティを reflects the している in the SiGe layer.そのの様々な炷リコンの Layer Review価により、Waiting シリコンの高We provide quality and very useful information.

项目成果

Development of a High-Angular-Resolution Microdiffraction System for Reciprocal Space Map Measurements

开发用于倒易空间图测量的高角分辨率微衍射系统

• 期刊: XRM2005 Proceedings 印刷中
• 作者: S.Takeda;et al.
• 通讯作者: et al.