電子線ホログラフィーによる半導体デバイスのドーパント分布観察

平山司

財団法人ファインセラミックスセンター　ナノ構造研究所

要旨：半導体内に注入された少量の不純物（ドーパント）は，半導体デバイス機能の根元となるマイクロメートル～ナノメートルスケールの電位分布を形成する．このため，半導体デバイス内のドーパント分布を観察することは，非常に重要な要素技術である．しかし，一般にこのドーパントの濃度は10¹⁵cm^-3～10¹⁹cm^-3（0.1atm％以下）の低濃度領域にあり，透過電子顕微鏡像には何のコントラストも形成しない．また，エネルギー分散型X線分光法（EDS）や電子エネルギー損失分光法（EELS）でも検出するのは困難である．そこで，ドーパント元素を直接観察するのではなく，ドーパントの分布が形成する電位分布を電子線ホログラフィーで計測する手法を開発した．本稿では，その原理，手法，代表的観察例について紹介する．

キーワード：電子線ホログラフィー，ドーパント分布，電位分布，半導体デバイス

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