JP2790109B2 - Sample preparation method for component analysis from the back side - Google Patents

Sample preparation method for component analysis from the back side

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JP2790109B2
JP2790109B2 JP8040671A JP4067196A JP2790109B2 JP 2790109 B2 JP2790109 B2 JP 2790109B2 JP 8040671 A JP8040671 A JP 8040671A JP 4067196 A JP4067196 A JP 4067196A JP 2790109 B2 JP2790109 B2 JP 2790109B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、分析試料の作成方
法に関し、特に基板上にこれと異なる材料から成る薄膜
を積層した試料において、その薄膜中の元素の深さ方向
の濃度分布を基板側から調べるために、基板を機械研磨
と化学的手法で薄膜化する分析試料の作成方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for preparing an analytical sample, and more particularly, to a sample in which a thin film made of a different material is laminated on a substrate, the concentration distribution of elements in the thin film in the depth direction is measured on the substrate side. The present invention relates to a method for preparing an analytical sample in which a substrate is made into a thin film by mechanical polishing and a chemical technique in order to investigate.

【0002】[0002]

【従来の技術】2次イオン質量分析法(Secondary Io
n Mass Spectroscopy;「SIMS」という)によ
り測定される元素の深さ方向の濃度分布は、ppbオー
ダー以下と感度が良いことで知られている。一方、オー
ジェ電子分光法(Auger Electron Spectroscopy;
AES)、X線光電子分光法では元素の検出濃度は数%
程度の感度である。このため、ますます浅くなる電界効
果型トランジスタの不純物拡散領域など半導体デバイス
のスケールが小さくなることに対応して、SIMSの測
定が重要になっている。なお、SIMSは所定のエネル
ギーの1次イオンビームで半導体等の試料表面をスパッ
タしそのスパッタ面から放出された2次イオンの質量を
分析し、これによって試料表面付近の元素の種類と濃度
を算出すると同時に、試料の深さ方向の不純物のプロフ
ァイル測定が可能とされる。
2. Description of the Related Art Secondary ion mass spectrometry (Secondary Io)
It is known that the concentration distribution in the depth direction of an element measured by n Mass Spectroscopy (hereinafter referred to as “SIMS”) is as high as ppb order or less. On the other hand, Auger electron spectroscopy (Auger Electron Spectroscopy;
AES), X-ray photoelectron spectroscopy has a detected element concentration of several%.
About sensitivity. For this reason, SIMS measurement has become important in response to the decrease in the scale of semiconductor devices such as impurity diffusion regions of field effect transistors that become increasingly shallow. SIMS uses a primary ion beam of a predetermined energy to sputter the surface of a sample such as a semiconductor and analyzes the mass of secondary ions emitted from the sputtered surface, thereby calculating the type and concentration of elements near the sample surface. At the same time, it is possible to measure the profile of impurities in the depth direction of the sample.

【0003】これまで、SIMSでは基板表面側から調
べられてきた。しかし、いくつかの問題が生じる。これ
らの問題とは、例えば下記の項目1)、2)に記載のよ
うなものである。
Hitherto, SIMS has been studied from the substrate surface side. However, some problems arise. These problems are, for example, as described in the following items 1) and 2).

【0004】1)化合物半導体のようにいくつかの元素
から成る試料だと、選択スパッタリングが生じ、表面が
荒れるため深さ分解能が悪くなる。
1) In the case of a sample composed of several elements such as a compound semiconductor, selective sputtering occurs and the surface is roughened, so that the depth resolution is deteriorated.

【0005】2)入射イオンビームにより測定元素が押
し込まれて正確な濃度分布が得られなくなる(「ノック
オン効果」という)。
2) The element to be measured is pushed by the incident ion beam, and an accurate concentration distribution cannot be obtained (referred to as "knock-on effect").

【0006】これらの問題を解決して深さ方向分解能を
より上げるため、基板裏面側から測定する方法が提案さ
れている。この場合、基板側からできるだけ薄くするこ
と、新しく出た面が平坦性のある表面となることが要求
される。
In order to solve these problems and further increase the resolution in the depth direction, there has been proposed a method of measuring from the back side of the substrate. In this case, it is required that the surface be as thin as possible from the substrate side and that the newly exposed surface be a flat surface.

【0007】この実験例としては、高電子移動度トラン
ジスタ(HEMT)で問題となるGaAs基板上のオー
ム性電極金属の基板への拡散を裏面から調べたものが最
も多い。これは上記1)、2)の両方の問題を解決した
方法である。例えばR.T.Lareauらは文献(1987年7
/8月、ジャーナル・オブ・バキュームサイエンス・ア
ンド・テクノロジー、第A−5巻、第4号、1503ペ
ージ(Journal of Vacuum Science and Technology, A5
(4), P.1503, Jul./Aug., 1987))において、n型Ga
As表面上に形成したAu電極の拡散を基板裏面側から
測定し、その結果から、拡散をバリアで防ぐことができ
るかどうか議論している。この測定用試料は、機械研磨
とプラズマエッチングにより基板側から薄膜化されてい
る。
[0007] In this experimental example, the diffusion of ohmic electrode metal on a GaAs substrate, which is a problem in a high electron mobility transistor (HEMT), into the substrate is most often examined from the back surface. This is a method that has solved both the problems 1) and 2). For example, RTLareau et al.
/ August, Journal of Vacuum Science and Technology, Volume A-5, Issue 4, page 1503 (Journal of Vacuum Science and Technology, A5
(4), P.1503, Jul./Aug., 1987)).
The diffusion of the Au electrode formed on the As surface is measured from the back side of the substrate, and from the result, it is discussed whether the diffusion can be prevented by the barrier. This measurement sample is thinned from the substrate side by mechanical polishing and plasma etching.

【0008】また、吉田は特開平6−194285号公
報において、基板に積層した薄膜中の元素の深さ方向分
布を調べる方法を提案している。すなわち、同公報に
は、被分析層である薄膜と基板の間に基板のエッチャン
トに対して不活性な中間層を入れ、基板のみを取り除い
て薄片化することにより、薄片面と試料表面の平行性を
向上させ深さ方向分解能の低下を抑えるようにした薄膜
分析方法が提案されている。この方法によれば、化学エ
ッチングで基板を取り除く際に中間層はほとんど除去さ
れず、この中間層まで薄膜化される。さらに、この中間
層をイオンスパッタで取り除くと薄膜の裏面が得られ
る。このとき、薄膜部の応力による変位を少なくするた
め周端部を残してスパッタする(すなわち、中間層の周
辺は残して中央部のみ平坦にスパッタする)。これによ
り、薄膜試料の剛性が保たれ、応力を弱くできる。
[0008] Yoshida has proposed a method in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-194285 for examining the distribution of elements in the depth direction in a thin film laminated on a substrate. That is, in the same publication, an intermediate layer inactive against an etchant of a substrate is inserted between a thin film to be analyzed and a substrate, and only the substrate is removed to obtain a thin film. A thin film analysis method has been proposed in which the performance is improved and the decrease in the resolution in the depth direction is suppressed. According to this method, the intermediate layer is hardly removed when the substrate is removed by chemical etching, and the intermediate layer is thinned. Further, when the intermediate layer is removed by ion sputtering, a back surface of the thin film is obtained. At this time, in order to reduce the displacement due to the stress of the thin film portion, the sputtering is performed while leaving the peripheral end portion (that is, the central portion is flatly sputtered while the periphery of the intermediate layer is left). Thereby, the rigidity of the thin film sample is maintained, and the stress can be reduced.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】試料裏面側から元素の
深さ方向濃度分布を測定する従来の方法においては、上
記のように、接着剤で支持基板に貼りつけて機械研磨と
エッチングを組み合わせて試料を加工する方法が一般的
である。しかしこれらの方法では、以下に記載するよう
に、いくつかの問題が生じる。
In the conventional method for measuring the concentration distribution in the depth direction of an element from the back side of a sample, as described above, the element is attached to a supporting substrate with an adhesive and mechanical polishing and etching are combined. A method of processing a sample is general. However, these methods have several problems, as described below.

【0010】1)試料加工しやすいように、通常は、1
0×10mm2程度と大きい試料が用いられる。したが
って、薄膜化された試料は、これにかかる応力の分布強
度の差が大きいため歪められてしまう。このときの応力
には接着剤による内部応力や、接着時の熱処理のために
支持基板と試料の熱膨張係数の差により生じる応力があ
る。この結果、SIMS測定で深さ方向の分解能が悪く
なる。
1) In order to facilitate sample processing, usually, 1
A sample as large as about 0 × 10 mm 2 is used. Therefore, the thinned sample is distorted due to a large difference in the distribution intensity of the stress applied thereto. The stress at this time includes an internal stress due to the adhesive and a stress generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the supporting substrate and the sample due to heat treatment during bonding. As a result, the resolution in the depth direction is deteriorated in the SIMS measurement.

【0011】2)接着力の強い接着剤として良く用いら
れるエポキシ樹脂は酸系のエッチャントにより腐蝕され
る。すると、これにより保護されていた試料表面側もエ
ッチングされることとなり、薄膜の平坦性が保てなくな
る。この結果、SIMSの深さ方向分解能を低下させ
る。
2) An epoxy resin often used as an adhesive having a strong adhesive strength is corroded by an acid-based etchant. Then, the sample surface side protected by this is also etched, and the flatness of the thin film cannot be maintained. As a result, the depth resolution of the SIMS is reduced.

【0012】3)上記特開平6−194285号公報に
提案される、中間層を設けてエッチングする方法では、
最終的に周端部を残して薄膜に剛性を持たせている。こ
の方法は測定試料を薄膜化する場合に良く用いられる。
しかし、この残った周端部がSIMS測定の際の入射イ
オンビームの進路を邪魔する。また、質量分析器がセク
ター型の場合には、試料にバイアスをかけるため、試料
付近に電場が生じるが、周端部が残ることで、この電位
の分布が乱れてしまい、このため、入射イオンビームと
共に2次イオンの進路も変えてしまう。これらにより、
SIMS測定でバックグラウンドが増加する、さらに深
さ方向分解能が低下するなどの問題が生じる。
3) In the method proposed in JP-A-6-194285, in which an intermediate layer is provided and etched,
Finally, the thin film is given rigidity except for the peripheral end. This method is often used when thinning a measurement sample.
However, the remaining peripheral end hinders the path of the incident ion beam during SIMS measurement. When the mass spectrometer is of the sector type, an electric field is generated near the sample to apply a bias to the sample, but the distribution of this potential is disturbed due to the remaining peripheral edge, so that the incident ion Along with the beam, the course of the secondary ions also changes. By these,
Problems such as an increase in background in SIMS measurement and a decrease in depth direction resolution occur.

【0013】従って、本発明は、上記問題点を解消し、
2次イオン質量分析法で裏面から元素の深さ方向濃度分
布を測定できるよう、試料を機械研磨と化学エッチング
で加工する、分析試料の作成方法を提供することを目的
とする。
Therefore, the present invention solves the above problems,
An object of the present invention is to provide a method for preparing an analysis sample, in which a sample is processed by mechanical polishing and chemical etching so that the concentration distribution of elements in the depth direction can be measured from the back surface by secondary ion mass spectrometry.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、基板材料上にこれと異なる材料からなる
薄膜が積層してなる試料で、該薄膜中の成分濃度の分布
を、前記基板材料を除去し、裏面から分析する方法にお
いて、該被分析試料を支持基板に接着剤で貼り付け、前
記基板材料を研磨及び化学エッチングによって除去する
際に、前記接着剤が化学エッチャントで腐蝕されないよ
うに所定の部材にて保護されてなることを特徴とする分
析試料の作成方法を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a sample comprising a substrate material and a thin film made of a different material laminated on a substrate material. In the method of removing the substrate material and analyzing from the back surface, the sample to be analyzed is attached to the supporting substrate with an adhesive, and when the substrate material is removed by polishing and chemical etching, the adhesive is not corroded by a chemical etchant. Thus, a method for preparing an analysis sample characterized by being protected by a predetermined member is provided.

【0015】また、本発明は、前記被分析試料の寸法が
略5×5mm2以下としたことを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the size of the sample to be analyzed is approximately 5 × 5 mm 2 or less.

【0016】さらに、本発明は、前記接着剤を前記エッ
チャントで腐蝕されないワックスで囲むことをを特徴と
する。
Further, the present invention is characterized in that the adhesive is surrounded by wax which is not corroded by the etchant.

【0017】すなわち、上記項目1)と3)に示した課
題を解決する方法として、SIMS測定は、理論上、最
低500×500μm2の大きさの試料があれば可能で
ある。そこで試料の大きさを、従来使われていた10×
10mm2程度よりも十分小さくする。具体的には、再
現性を確かめるために十分な測定回数を確保できるよう
に、好ましくは、3×3〜5×5mm2程度の試料を用
いる。これにより応力分布強度の差が小さくなり、試料
への応力の影響を軽減できる。また、これにより周端部
を残さなくても薄膜試料にかかる応力を十分防げ、平坦
な表面を得られる。
That is, as a method for solving the problems described in the above items 1) and 3), SIMS measurement is theoretically possible if there is a sample having a size of at least 500 × 500 μm 2 . Therefore, the size of the sample was reduced to 10 ×
Make it sufficiently smaller than about 10 mm 2 . Specifically, a sample of about 3 × 3 to 5 × 5 mm 2 is preferably used so that a sufficient number of measurements can be ensured to confirm reproducibility. As a result, the difference in stress distribution strength is reduced, and the effect of stress on the sample can be reduced. In addition, the stress applied to the thin film sample can be sufficiently prevented without leaving the peripheral end portion, and a flat surface can be obtained.

【0018】また、上記項目2)を解決する方法とし
て、接着剤をエッチャントから保護するために周りをワ
ックスで囲む。このとき、ワックスはエッチャントに腐
蝕されないものを使う。
As a method for solving the above item 2), the periphery is surrounded with wax to protect the adhesive from the etchant. At this time, a wax that does not corrode by the etchant is used.

【0019】[0019]

【作用】本発明によれば、試料との熱膨張係数の差が小
さい支持基板に、応力を軽減できる程度の大きさの試料
を貼りつけて加工することにより、薄膜試料への応力の
影響を軽減でき、これより、試料基板処理後の薄膜表面
の平坦性を周端部を残すことなく保つことができる。
According to the present invention, the influence of stress on a thin film sample is reduced by attaching a sample of a size small enough to reduce stress to a supporting substrate having a small difference in thermal expansion coefficient from the sample. Therefore, the flatness of the thin film surface after the sample substrate processing can be maintained without leaving the peripheral end.

【0020】また、基板を除去するための化学エッチン
グの際に、ワックスで接着剤を囲み、エッチャントによ
る腐蝕から接着剤を保護して薄膜試料を試料表面側から
壊すことなく残すことができる。
Further, at the time of chemical etching for removing the substrate, the adhesive is surrounded by wax, and the adhesive is protected from corrosion by the etchant, so that the thin film sample can be left without being broken from the sample surface side.

【0021】これらの結果、SIMS分析の際の深さ方
向の分解能を精度良くできる。また、周端部を残さない
のでバックグラウンドを少なくすることができる。
As a result, the resolution in the depth direction at the time of SIMS analysis can be improved with high accuracy. Also, the background can be reduced because the peripheral end is not left.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明について図面を参照して以
下に詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0023】図1は、本発明による試料の加工過程を工
程順に示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a sample processing process according to the present invention in the order of steps.

【0024】試料は、基板2上にこれと異なる材料から
成る薄膜1が積層されているものである(図1(A)参
照)。
The sample is such that a thin film 1 made of a different material is laminated on a substrate 2 (see FIG. 1A).

【0025】この試料を薄膜1の表面を下にしてエポキ
シ樹脂3で支持基板4へ貼りつける(図1(B)参
照)。このとき、試料からはみ出した分の接着剤3は削
りとる(図1(C)参照)。また、試料の大きさは応力
分布強度の差が小さくなるように5×5mm2程度と小
さくしている。
This sample is attached to the support substrate 4 with the epoxy resin 3 with the surface of the thin film 1 facing down (see FIG. 1B). At this time, the adhesive 3 protruding from the sample is scraped off (see FIG. 1C). Further, the size of the sample is reduced to about 5 × 5 mm 2 so as to reduce the difference in stress distribution strength.

【0026】この後、試料5を、まず荒い粒子で、約数
十μmに機械研磨する。さらに、細かい粒子で鏡面研磨
して鏡面を得る(図1(D)参照)。
Thereafter, the sample 5 is first mechanically polished with coarse particles to about several tens μm. Further, mirror polishing is performed with fine particles to obtain a mirror surface (see FIG. 1D).

【0027】次に、エッチャントからエポキシ樹脂3と
薄膜試料1を守るために、まわりをワックス6で囲む
(図1(E)参照)。このとき、周端部を残さないため
にワックス6は基板2にかからないようにする。
Next, in order to protect the epoxy resin 3 and the thin film sample 1 from the etchant, the periphery is surrounded by wax 6 (see FIG. 1E). At this time, the wax 6 is not applied to the substrate 2 so as not to leave the peripheral end.

【0028】そして、でき上がった試料7を、薄膜1に
対する基板2の選択比が大きいエッチャント8で満たし
たビーカー9に浸して、化学的にエッチングする(図1
(F)参照)。このとき、できるだけ選択比の大きいエ
ッチャント8を選ぶ。
Then, the completed sample 7 is immersed in a beaker 9 filled with an etchant 8 having a high selectivity of the substrate 2 to the thin film 1 and chemically etched (FIG. 1).
(F)). At this time, the etchant 8 having the highest selectivity is selected.

【0029】このエッチングの結果、薄膜1だけが残る
(図1(G)参照)。最後に、アルコールでワックス6
を溶解して取り去る(図1(H)参照)。これでSIM
S測定に適した平坦な面を持った薄膜試料ができ上が
る。
As a result of this etching, only the thin film 1 remains (see FIG. 1 (G)). Finally, wax with alcohol 6
Is dissolved and removed (see FIG. 1 (H)). This is SIM
A thin film sample having a flat surface suitable for S measurement is obtained.

【0030】[0030]

【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。図2は、
レーザ、発光ダイオード等に使われる化合物半導体の材
料を示す図である。図2に示すように、試料は、InP
基板201上にInGaAsP層202、204で挟ま
れた多重量子井戸構造(MQW)203を積層して構成
されている。そして、MQW203は、図2の右に拡大
して示した構成(InGaAsとInGaAsPの積層
構造)とされている。さらに、MQW203の上のIn
GaAsP層204上にはInP層205を不純物のZ
nとともにエピタキシャル成長してある。この試料を用
いて、図1に示した工程に従って加工した。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG.
FIG. 3 is a view showing a material of a compound semiconductor used for a laser, a light emitting diode, and the like. As shown in FIG. 2, the sample was InP
A multiple quantum well structure (MQW) 203 sandwiched between InGaAsP layers 202 and 204 is laminated on a substrate 201. The MQW 203 has a configuration (laminated structure of InGaAs and InGaAsP) shown enlarged on the right side of FIG. Further, the In on the MQW 203
On the GaAsP layer 204, the InP layer 205 is
It is epitaxially grown with n. Using this sample, processing was performed according to the process shown in FIG.

【0031】より詳細には、図2に示した試料を、In
P(熱膨張率:4.5×10-6-1)との熱膨張率の差
が小さいSi基板(4.15×10-6-1)にエポキシ
樹脂(ペトロポキシ154(Palouse Petro Products
製))で貼りつけた。そして、この試料を機械研磨した
後、InPのInGaAsPに対する選択比が大きいリ
ン酸:塩酸=1:1溶液で化学エッチングする。このと
き、このエッチャントによりペトロポキシが腐蝕される
ため、周りをエレクトロンワックスで囲んだ。InGa
AsP層までエッチングが進み鏡面が見えたら取り出
す。その後、アルコールで超音波洗浄してエレクトロン
ワックスを溶解して取り除くとSIMS測定用試料がで
き上がる。
More specifically, the sample shown in FIG.
An epoxy resin (petropoxy 154 (Palouse Petro Products) is applied to a Si substrate (4.15 × 10 −6 K −1 ) having a small difference in thermal expansion coefficient from P (thermal expansion coefficient: 4.5 × 10 −6 K −1 ).
)). Then, after mechanically polishing the sample, the sample is chemically etched using a phosphoric acid: hydrochloric acid = 1: 1 solution having a high selectivity of InP to InGaAsP. At this time, since the petropoxy was corroded by this etchant, it was surrounded by electron wax. InGa
When the etching proceeds to the AsP layer and a mirror surface is visible, it is removed. After that, when the electron wax is dissolved and removed by ultrasonic cleaning with alcohol, a sample for SIMS measurement is completed.

【0032】この化学エッチング後の測定用薄膜試料の
表面の平坦性を、図3に示す。表面の平坦性は、触針式
の表面粗さ計(Tencor Instrument 社製 ALPHA-STEP 20
0)で測定した。図3の測定結果から、薄膜試料表面は
平坦性が保たれていることがわかる。
FIG. 3 shows the flatness of the surface of the thin film sample for measurement after the chemical etching. The flatness of the surface is measured using a stylus type surface roughness meter (ALPHA-STEP 20 manufactured by Tencor Instrument).
0) was measured. From the measurement results in FIG. 3, it is understood that the flatness of the thin film sample surface is maintained.

【0033】図4には、比較例として、ペトロポキシを
保護するエレクトロンワックスを使わなかった場合の薄
膜試料の裏面の様子を示した。深さ方向のスケールは、
図3の10倍である。接着剤がエッチャントにより浸食
されて、この接着剤により保護されていた表面側InP
層がエッチングされる。その結果、薄膜が破れ穴があい
てしまう。図4に示すように、1μmを越える大きな穴
が見られる。
FIG. 4 shows, as a comparative example, the state of the back surface of the thin film sample when the electron wax for protecting petropoxy was not used. The scale in the depth direction is
10 times that of FIG. The adhesive is eroded by the etchant, and the surface InP protected by the adhesive is
The layer is etched. As a result, the thin film is broken. As shown in FIG. 4, large holes exceeding 1 μm are observed.

【0034】図5に、本実施例に従って作成した薄膜試
料を、裏面側からSIMS(CAMECA3f)で測定
した結果を示す。As+Cs-イオンのプロファイル
で、ある強度で一定の後強度が上がって安定する部分が
ある。これはInGaAsP層からMQWのInGaA
s層へと移っていることを示す。すなわち、基板側のI
nGaAsP層202(図2参照)でエッチングが止ま
っていることが確認できる。
FIG. 5 shows the result of measurement of the thin film sample prepared according to the present embodiment by SIMS (CAMECA3f) from the back side. In the As + Cs ion profile, there is a portion where the intensity increases after a certain intensity and stabilizes. This is from the InGaAsP layer to the MQW InGaAs
It indicates that it has moved to the s layer. That is, I on the substrate side
It can be confirmed that the etching has stopped at the nGaAsP layer 202 (see FIG. 2).

【0035】一方、Znのプロファイルでは、まずIn
GaAsP層(基板側)202およびMQW203への
拡散が見られ、その後、MQW203/InGaAsP
層(表面側)204界面でZnの強度が上がるのが急峻
である。これは測定が、深さ方向の分解能良くとれたこ
とを示す。また、このことから、Si支持基板上への薄
膜試料の貼り付けが応力などで歪むことなく、表面が平
坦になっているとわかる。
On the other hand, in the Zn profile, first, In
Diffusion into the GaAsP layer (substrate side) 202 and the MQW 203 is observed, and thereafter, the MQW 203 / InGaAsP
The intensity of Zn at the interface of the layer (surface side) 204 increases sharply. This indicates that the measurement was performed with good resolution in the depth direction. From this, it can be seen that the surface of the thin film sample is flattened without being distorted due to stress or the like when the thin film sample is attached to the Si support substrate.

【0036】図6は、同じ試料を、比較のために、10
×10mm2の大きさで、周端部を残して薄膜処理した
場合の裏面からの濃度分布を調べたものである。Znの
プロファイルで立ち上がりの酸化物によるピークの後、
図5と比べてバックグラウンドが下がっていないことが
わかる。これは、周端部が試料付近の電場を乱した結果
である。このことから、周端部を残さずに薄片化した試
料では、バックグラウンドが低減できることがわかる。
FIG. 6 shows the same sample for comparison.
This is a result of examining the concentration distribution from the back surface when a thin film treatment is performed with a size of × 10 mm 2 and a peripheral end portion left. After the rising oxide peak in the Zn profile,
It can be seen that the background has not decreased compared to FIG. This is a result of the peripheral end disturbing the electric field near the sample. From this, it can be seen that the background can be reduced in the sliced sample without leaving the peripheral end.

【0037】一方、同じ試料の表面側からのSIMS測
定結果を、比較例として図7に示す。この場合、図7に
示すように、入射イオンビームにより押し込まれた結
果、Znの拡散分布は、図5と比べて広がっている。し
たがって、表面側のInP層とInGaAsP層の界面
でのZnのプロファイルがだれていて、界面がはっきり
しない。
On the other hand, the result of SIMS measurement from the surface side of the same sample is shown in FIG. 7 as a comparative example. In this case, as shown in FIG. 7, as a result of being pushed by the incident ion beam, the diffusion distribution of Zn is wider than that in FIG. Therefore, the profile of Zn at the interface between the InP layer and the InGaAsP layer on the surface side is distorted, and the interface is not clear.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
元素の深さ方向濃度分布の裏面からの測定用試料につい
て、下記項目に記載するような顕著な効果を奏する。
As described above, according to the present invention,
The sample for measurement from the back surface of the concentration distribution in the depth direction of the element has remarkable effects as described in the following items.

【0039】1)試料との熱膨張係数の差の小さい支持
基板を用いることにより、接着時の熱処理による支持基
板からの応力の影響を軽減する。
1) By using a supporting substrate having a small difference in thermal expansion coefficient from the sample, the influence of stress from the supporting substrate due to heat treatment during bonding is reduced.

【0040】2)測定試料を応力を十分軽減する程度に
小さくすることで、周端部を残すことなく薄膜試料の平
坦性を保つことができる。
2) By making the measurement sample small enough to sufficiently reduce the stress, the flatness of the thin film sample can be maintained without leaving a peripheral end portion.

【0041】3)接着剤の周りをワックスで保護するこ
とで、化学エッチャントによる腐蝕を防ぐことができ
る。
3) By protecting the periphery of the adhesive with wax, corrosion by a chemical etchant can be prevented.

【0042】これらの結果、本発明によれば、化学エッ
チング後の薄膜試料表面の平坦性が保たれる。そして、
深さ方向分解能を悪化させることなくSIMS測定する
ことができる。また、周端部がないためバックグラウン
ドを小さくして、2次イオン量を十分に測定できる。
As a result, according to the present invention, the flatness of the surface of the thin film sample after the chemical etching is maintained. And
SIMS measurement can be performed without deteriorating the resolution in the depth direction. Further, since there is no peripheral end, the background can be reduced and the amount of secondary ions can be sufficiently measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による試料加工方法を工程順に説明する
ための試料の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a sample for explaining a sample processing method according to the present invention in the order of steps.

【図2】本発明の実施例において使用した試料の構成を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a sample used in an example of the present invention.

【図3】本発明の実施例により加工した薄膜試料の表面
の形状を示すプロファイルである。
FIG. 3 is a profile showing a surface shape of a thin film sample processed according to an example of the present invention.

【図4】ワックスで接着剤を保護せずにエッチングした
場合の薄膜表面形状を示すプロファイルである(比較
例)。
FIG. 4 is a profile showing the surface shape of a thin film when etched without protecting the adhesive with wax (Comparative Example).

【図5】本発明の実施例により作成した試料の裏面から
のSIMS測定結果のプロファイルである。
FIG. 5 is a profile of a SIMS measurement result from the back surface of a sample prepared according to an example of the present invention.

【図6】比較のために、試料を10×10mm2の大き
さで、周端部を残して薄膜処理した場合のSIMS測定
結果のプロファイルである。
FIG. 6 is a profile of a SIMS measurement result when a sample is subjected to thin film processing with a size of 10 × 10 mm 2 and a peripheral end portion left, for comparison.

【図7】比較のために、表面から測定したSIMS測定
結果のプロファイルである。
FIG. 7 is a profile of a SIMS measurement result measured from a surface for comparison.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板上に積層した薄膜 2 基板 3 エポキシ樹脂系接着剤 4 支持基板 5 支持基板と貼り付けた試料全体 6 ワックス 7 エッチング用試料全体 8 エッチャント 9 ビーカー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thin film laminated on substrate 2 Substrate 3 Epoxy resin adhesive 4 Support substrate 5 Whole sample adhered to support substrate 6 Wax 7 Whole etching sample 8 Etchant 9 Beaker

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板材料上にこれと異なる材料からなる薄
膜が積層してなる試料で、該薄膜中の成分濃度の分布
を、前記基板材料を除去し、裏面から分析する方法にお
いて、 該被分析試料を支持基板に接着剤で貼り付け、 前記基板材料を研磨及び化学エッチングによって除去す
る際に、前記接着剤が化学エッチャントで腐蝕されない
ように所定の部材にて保護されてなることを特徴とする
分析試料の作成方法。
1. A method comprising: analyzing a distribution of a component concentration in a thin film of a sample obtained by laminating a thin film made of a different material on a substrate material from the back surface by removing the substrate material; The analysis sample is attached to a supporting substrate with an adhesive, and when the substrate material is removed by polishing and chemical etching, the adhesive is protected by a predetermined member so as not to be corroded by a chemical etchant. How to make an analysis sample.
【請求項2】前記被分析試料の寸法が略5×5mm2
下とされることを特徴とする請求項1記載の分析試料の
作成方法。
2. The method according to claim 1, wherein the size of the sample to be analyzed is about 5 × 5 mm 2 or less.
【請求項3】前記接着剤を前記化学エッチャントで腐蝕
されないワックスで囲むことを特徴とする請求項1又は
2記載の分析試料の作成方法。
3. The method according to claim 1, wherein the adhesive is surrounded by a wax which is not corroded by the chemical etchant.
【請求項4】前記被分析試料が、InP基板上にInG
aAsP系の薄膜が積層された化合物半導体とされ、 前記支持基板としてSiを用い、 前記接着剤保護用の部材としてエレクトロンワックスを
用いたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の分
析試料の作成方法。
4. The method according to claim 1, wherein the sample to be analyzed is InG on an InP substrate.
The analysis sample according to claim 1 or 2, wherein the sample is a compound semiconductor in which an aAsP-based thin film is laminated, Si is used as the support substrate, and electron wax is used as the member for protecting the adhesive. How to create
【請求項5】基板上にこれと異なる材料から成る薄膜を
積層してなる試料において、この薄膜中の元素の深さ方
向の濃度分布を該基板側から調べる分析のために機械的
研磨と化学的処理により薄片化する試料の作成方法にお
いて、 前記試料を支持基板に接着剤で貼り付けた後に、前記支
持基板と前記試料の接合部を前記接着剤の保護用の部材
で囲むことにより、前記試料の前記基板を化学的エッチ
ングにより除去する際のエッチャントによる腐蝕から前
記接着剤を保護し、 化学的エッチングにより前記基板が除去されてなる前記
試料が、その周端部を残すことなく試料表面の平坦性が
保たれるようにしたことを特徴とする分析試料の作成方
法。
5. A sample formed by laminating a thin film made of a different material on a substrate, using mechanical polishing and chemical polishing for analysis for examining the concentration distribution of elements in the thin film in the depth direction from the substrate side. In the method of preparing a sample to be sliced by a physical treatment, after attaching the sample to a support substrate with an adhesive, by surrounding the joint between the support substrate and the sample with a member for protecting the adhesive, When the substrate of the sample is removed by chemical etching, the adhesive is protected from corrosion by an etchant, and the sample, from which the substrate is removed by chemical etching, remains on the sample surface without leaving its peripheral end. A method for preparing an analysis sample, characterized in that flatness is maintained.
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