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超低速分子イオンを用いた極浅不純物ドープ層のサブナノレベル深さ分析

使用超慢分子离子对超浅杂质掺杂层进行亚纳米级深度分析

基本信息

批准号：
05J09876
负责人：
文後卓也
金额：
$ 1.73万
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,超低速イオンと固体表面との相互作用を明らかにするとともに,得られた知見をもとにして,サブナノレベルの深さ分可能での半導体デバイスのスパッタ深さ分析技術の確立を目指している.オージェ電子分光法(AES)スパッタ深さ分析におけるビームアライメントや深さスケールの較正などにSi基板上の膜厚100nmのSiO_2薄膜が標準試料として用いられている.しかしながら,SiO_2薄膜がAES測定中の電子線照射により損傷を受けることから,深さ分析の精度が劣化することが問題となっている.そこで本年度は,このSiO_2の電子線照射損傷現象について調べた.得られた知見は以下の通りである.1.SiO_2試料表面の炭素汚染を200 eVの超低速Ar^+イオン照射により除去して炭素汚染量の異なるSiO_2表面を作製し,炭素汚染量とSiO_2薄膜の電子線照射損傷の相関を調べ,炭素汚染が多い方が損傷が抑えられることを明らかにした.2.酸素雰囲気下でのSiO_2表面への電子線照射を行うことでSiO_2の電子線照射損傷を抑えられ,酸素分圧が高い方が損傷が抑えられること,5×10^<-6>Torrの酸素分圧では損傷が起きないことを明らかにした.3.酸素雰囲気下での電子線照射はSiO_2表面への電子線照射損傷を抑えるだけでなく,損傷を与えることなく表面炭素汚染を完全に除去できることが明らかとなった.4.SiO_2の電子線照射損傷はSiO_2が還元されて酸素が脱離することで起きており,酸素雰囲気下での電子線照射損傷過程は,損傷(還元)過程と回復(酸化)過程の競合過程であることが明らかとなった.

This study is aimed at establishing analytical techniques for ultra-low velocity solid-surface interactions and for understanding their potential applications. A SiO_2 thin film with a thickness of 100nm on a Si substrate is used as a standard sample for AES analysis. The SiO_2 thin film is damaged by electron beam irradiation in AES measurement, and the accuracy of deep analysis is deteriorated. This year, SiO_2 and electron radiation damage phenomenon is very serious. 1. Carbon contamination on SiO_2 sample surface under ultra-low velocity Ar ~+ irradiation at 200 eV, and the correlation between carbon contamination and electron beam irradiation damage on SiO_2 thin films. 2. Electron irradiation of SiO_2 surface under acid atmosphere 2. Electron irradiation of SiO_2 surface under acid atmosphere 3. Electron irradiation of SiO_2 surface under acid <-6>atmosphere 2. The electron beam irradiation damage on the surface of SiO_2 is completely removed. 4. The electron beam irradiation damage on SiO_2 is completely removed. 4. The electron beam irradiation damage on SiO_2 is completely removed.