JP3262097B2

JP3262097B2 - 半導体評価装置およびその方法

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Publication number: JP3262097B2
Application number: JP06238899A
Authority: JP
Inventors: 仁彦伊藤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2002-03-04
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Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体評価装置お
よびその方法に係り、半導体試料中のキャリア分布等を
試料を破壊することなく、光学的に測定・評価する半導
体評価装置およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体を製作する際、例えば、ポリシリ
コンをゲート電極として用いたＭＯＳトランジスタで
は、半導体の微細化が進むにつれ１０²⁰ｃｍ^-3代ものホ
ウ素（boron ）をドープすることが必要となっている。
ここで、ドーパントをより効率よく活性化するために、
ドーパントの活性化状態、キャリア分布の評価試験が重
要となる。

【０００３】従来から知られている微小な半導体構造内
のドーパント分布、あるいはキャリア分布を測定する手
法としては以下のようなものがある。１．二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ : Secondary Ion
Mass Spectroscopy ）これは、ドーパント分布分析によく使用される方法の１
つであり、この方法は、一次イオンを加速して試料に衝
突させた際、二次イオンとして試料から放出される構成
元素種を質量分析により同定する方法で、感度も高く試
料深さ方向のドーパント分布を調べることができる。こ
の方法に関する文献としては、例えば固体表面分析１
（講談社、大西孝治ら編著）がある。

【０００４】２．走査型ケルビンプローブフォース顕微
鏡（ＫＦＭ : Kelvin probe Force Microscope）を利用
した方法これは、高空間分解能測定が容易な走査型プローブ顕微
鏡を用いた方法のひとつであり、表面電位を測定するも
のである。ここで、構成装置としては伝導性カンチレバ
ーを有する走査型原子間力顕微鏡（ＡＦＭ : Atomic Fo
rce Microscope）を利用する。この方法は、ドーパント
種および量に依存して変化する試料内部フェルミ準位差
がもたらす表面電位差をプローブ試料間の静電気力の差
として測定するものである。この方法に関する刊行物と
しては、例えばアプライドフィジクスレターズ、第
58巻、第25号、2921〜2923頁、（Applied Physics Lett
ers, Vol. 58, No.25 , P.2921-2923, 1991.）がある。

【０００５】３．走査型トンネル分光法（ＳＴＳ : Sca
nning Tunneling Spectroscopy）これは、試料表面に絶縁膜を堆積し、探針試料間の電圧
容量特性を測定してドーパント分布を求める方法のひと
つであり、トンネル電流を用いて、探針試料間距離を一
定に保ち、電流電圧特性を測定するものである、この方
法によれば、試料半導体におけるｎ型領域とｐ型領域を
判別することができる。また、表面および表面から数原
子層の深さの領域については個々のドーパント原子を観
察するといった、非常に空間分解能の高い測定も可能で
あることが示されている。この方法に関する刊行物とし
ては、例えばアプライドフィジクスレターズ、第63
巻、第21号、2923〜2925頁、（Applied Physics Letter
s, Vol. 63, No.21 , P.2923-2925, 1993.）がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記１．二次イオン質
量分析法は、試料に一次イオンを衝突させ構成元素をイ
オン化しながら弾き飛ばすという、いわゆる破壊分析法
であるため、デバイス動作特性との相関を直接観測する
ことは不可能であった。また、この方法では、ドーパン
ト活性化により生成されるキャリア分布を調べることは
できない。また、上記２．走査型ケルビンプローブフォ
ース顕微鏡を利用した方法では、試料と伝導性カンチレ
バー間の静電相互作用を検知するため、空間分解能が１
０ｎｍ程度以上に制限されるという問題があった。さら
に、上記３．走査型トンネル分光法では、表面状態に大
きく影響されるという問題点を有する。

【０００７】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、直接、半導体中のキャリア密度に比例した情報を
得て、キャリア分布をｎｍスケール程度の高空間分解能
で測定し、かつ非破壊的な半導体評価装置およびその方
法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体評価装置
は、半導体の検出表面に近接可能な金属プローブと、前
記半導体にキャリアによる表面プラズモンを励起するよ
う半導体のバンドギャップよりも小さなエネルギーの赤
外光を前記半導体検出表面の裏面に照射する照射手段
と、前記半導体裏面からの反射光を検出する反射光検出
手段と、表面プラズモンの励起した前記半導体検出表面
の前記金属プローブ近傍からの散乱光を検出する散乱光
検出手段と、照射手段と前記反射光検出手段とを制御
し、前記散乱光検出手段の検出結果を処理する制御手段
と、を有することにより上記課題を解決した。また、本
発明においては、前記散乱光検出手段により検出された
前記散乱光の強度から半導体内部のキャリア分布を評価
することが好ましい。また、本発明の前記制御手段が、
前記照射手段から前記半導体裏面に照射する前記赤外光
の入射角および波長の関数として前記検出をおこなわせ
ることができる。また、本発明の前記制御手段が、前記
照射手段による前記赤外光の入射角を、当該赤外光が前
記半導体の裏面で全反射され、かつ前記反射光検出手段
により検出された反射光強度が最も低くなるような角度
に設定可能である手段を採用することができる。さら
に、本発明における前記金属プローブを前記半導体に対
して走査位置制御するとともに、前記散乱光の強度から
半導体内部のキャリア分布を評価する制御手段を有する
ことが好ましい。本発明において、前記半導体と金属プ
ローブ間との位置制御には、走査型プローブ顕微鏡と同
様に、試料と金属プローブ間のトンネル電流を利用する
か、走査型近接場光学顕微鏡で使用される剪断力検知法
が用いられることが望ましい。本発明において、前記半
導体が１０ ²⁰ ｃｍ ^-3 オーダーのような高濃度のキャリア
１５を有する試料とされることができる。

【０００９】本発明半導体評価方法においては、所定の
入射状態とされた光を半導体検出表面の裏面に照射する
ことにより、前記半導体にキャリアによる表面プラズモ
ンを励起する過程と、前記半導体に励起された表面プラ
ズモンを前記半導体検出表面近傍に位置する金属プロー
ブによって局在化モードに変換し、前記半導体検出表面
からの散乱光として放射する過程と、前記金属プローブ
の前記半導体に対する位置制御をおこないながら前記散
乱光を検出して半導体におけるキャリア分布を評価する
過程と、を有することことにより上記課題を解決した。
本発明は、前記散乱光検出手段により検出された前記散
乱光の強度から半導体内部のキャリア分布を評価するこ
とが好ましい。本発明において、前記照射手段から前記
半導体裏面に照射する前記赤外光の入射角および波長の
関数として前記検出をおこなうことが望ましい。本発明
において、前記照射手段による前記赤外光の入射角を、
当該赤外光が前記半導体の裏面で全反射され、かつ前記
反射光検出手段により検出された反射光強度が最も低く
なるような角度に設定可能である手段を採用することが
できる。本発明において、前記半導体と金属プローブ間
との位置制御には、走査型プローブ顕微鏡と同様に、試
料と金属プローブ間のトンネル電流を利用するか、走査
型近接場光学顕微鏡で使用される剪断力検知法を用いる
ことが望ましい。さらに、前記半導体が１０ ²⁰ ｃｍ ^-3 オ
ーダーのような高濃度のキャリア１５を有する試料とさ
れることができる。

【００１０】本発明の半導体評価装置およびその方法に
おいては、照射手段により試料とされる半導体検出表面
の裏面からプリズムを通して赤外光を照射する。赤外光
により半導体には内部のキャリアにより表面プラズモン
が励起される。このとき、反射光検出手段により反射光
を検出し、この検出結果により表面プラズモンが励起さ
れるように入射角、波長、等の入射条件を設定する。こ
の表面プラズモンの励起された半導体検出表面近傍に制
御手段により制御された金属プローブを接近させると、
前記半導体に励起された表面プラズモンモードがこの金
属プローブによって局在化モードに変換され、半導体検
出表面から散乱光が放射される。この散乱光を散乱光検
出手段により測定することにより、散乱光強度が試料内
のキャリア密度に対応するため、この散乱光の強度から
半導体内部のキャリア分布を評価する非破壊的な評価を
実現することができる。

【００１１】ここで、本発明では、試料を構成する半導
体のバンドギャップよりも小さなエネルギーの赤外光に
よって、試料裏面からプリズムを介して表面プラズモン
を励起する。また、バンドギャップよりも小さなエネル
ギーの光を使用することは、光散乱トモグラフィーとい
った材料欠陥評価法と組み合わせることが容易である利
点も有する。前記金属プローブとしては、走査型プロー
ブ顕微鏡の探針を使用することが可能であり、試料であ
る半導体と金属プローブ間との位置制御には、走査型プ
ローブ顕微鏡と同様に、試料と金属プローブ間のトンネ
ル電流を利用するか、走査型近接場光学顕微鏡で使用さ
れる剪断力検知法を用いることが可能である。このよう
に、試料と金属プローブとの間の位置を制御することに
より、面内空間分解能をｎｍオーダーにまで向上させる
ことができる。また、キャリア分布を与える散乱光強度
は、金属プローブの位置を制御するために用いる電流や
剪断力とは独立した物理量なので、安定したプローブ位
置制御ができる。表面プラズモンが励起された状態にお
いて、半導体検出表面に金属プローブを接近させない限
り半導体検出表面側には散乱光が放射されず、金属プロ
ーブを接近させたときのみ散乱光が放射するので、高い
信号雑音比で測定を行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体評価装
置およびその方法の一実施形態を、図面に基づいて説明
する。図１は、本実施形態の半導体評価装置を示す概略
構成図、図２は、図１のプリズム４上に配された試料１
０としてポリシリコンをゲート電極として用いたＭＯＳ
トランジスタを示す拡大構成図、図３は、バイアス電圧
印加下の金属プローブとｐ型半導体層との模式的なバン
ドダイアグラムを示す模式図である。

【００１３】図１ないし図３に示すように、本発明に係
る半導体評価装置は、試料である半導体１０の検出表面
に近接可能な金属プローブ１と、該金属プローブ１を前
記半導体１０に対して走査位置制御する制御手段と、前
記半導体１０にキャリア１５による表面プラズモンを励
起するよう入射状態の設定可能な赤外光Ｌ１を前記半導
体１０の検出表面の裏面に照射する照射手段と、前記半
導体１０裏面からの反射光Ｌ２を検出する反射光検出手
段（反射光検出器）８Ａと、表面プラズモンの励起した
前記半導体１０検出表面の前記金属プローブ１近傍から
の散乱光Ｌ３を検出する散乱光検出手段とを有するもの
とされる。

【００１４】金属プローブ１としては、金や銀で、ワイ
ア状とし、その先端を先鋭化したもの、あるいは金や銀
の微粒子をワイア状の透明媒体に配したものを用いるこ
とができる。金属プローブ１は、走査型プローブ顕微鏡
の探針と同様の駆動構成とされ、図１に示すように、ピ
エゾ素子２の先端に設けられて、ピエゾ素子２を駆動す
る図示しない粗動機構と、この粗動機構の駆動を制御す
るとともにピエゾ素子２に印加する電流および電圧を制
御する制御部３によって位置制御される。このとき、金
属プローブ１は、ピエゾ素子２を介して制御部３により
半導体（試料）１０に対して電圧を印加されて、半導体
１０に接近した際にその先端から半導体１０へのトンネ
ル電流によって、半導体１０への位置が制御される。

【００１５】制御部３は、金属プローブ１の位置制御を
おこなうとともに、この金属プローブ１と半導体１０と
の間にバイアス電圧を印加するバイアス電源を有し、ま
た、赤外光照射器５，反射光検出器８Ａ，散乱光検出手
段等を制御し、これらの検出結果を処理して、その結果
を記憶可能かつ表示装置３Ａに表示可能とされる。半導
体１０と金属プローブ１との間の位置制御には、前述の
ように、試料（半導体）１０と探針（金属プローブ）１
との間のトンネル電流を利用するもの以外にも、剪断力
検知法を使用する走査型ケルビンプローブフォース顕微
鏡の様な構成も適用可能である。

【００１６】照射手段としては、赤外光照射器５と、プ
リズム４とが設けられる。赤外光照射器５は、試料を構
成する半導体１０のバンドギャップよりも小さなエネル
ギーの赤外光Ｌ１を放射するものとされ、制御部３によ
り入射状態を制御された赤外光Ｌ１をプリズム４を通し
て試料１０の裏面から入射する。試料１０において、こ
の赤外光Ｌ１により共鳴励起されるプラズモンモードの
エネルギーは、それを担うキャリア１５の密度で決定さ
れる。後述するように、ポリシリコンからなるゲート電
極１４のような高濃度のキャリア１５を有する試料にお
いては、共鳴エネルギーが０．１ｅＶ程度である。この
エネルギーの光にほぼ透明なシリコンをプリズム４材料
として用いることができる。赤外光照射器５は、試料１
０の裏面に全反射角以上の高角度で赤外光Ｌ１を入射し
た場合、キャリア１５による表面プラズモンモードの励
起条件に一致した入射角θで反射率が減少するから、反
射光検出器８Ａにより反射光Ｌ２の強度をモニタして最
も強く表面プラズモンモードが励起される（最も反射光
Ｌ２強度が低くなる）入射角θを測定し、この入射角θ
となるように、その照射位置を制御部３により設定可能
とされる。

【００１７】プリズム４としては、試料１０がシリコン
の場合にはこの試料１０と同じシリコンを用いるように
して、試料１０とプリズム４との界面での屈折率整合を
とる。また、プリズム４は、該プリズム４に赤外光Ｌ１
を入射させる際の反射や屈折の効果を最小限に抑えるた
めに、図１に示すように、半球状とされる。

【００１８】散乱光検出手段としては、ミラー６とフィ
ルタ７と散乱光検出器８Ｂとを有する。ミラー６は、な
るべく有効な散乱光Ｌ３の集光立体角を拡大するために
散乱光Ｌ３を集光するものとされ、フィルタ７は、散乱
光Ｌ３を選択的に透過して散乱光検出器８Ｂににおける
検出波長を選択する。散乱光検出器８Ｂは、制御部３に
より金属プローブ１を試料１０表面に対して走査した
際、赤外光Ｌ１の入射角θおよび波長の関数として散乱
光Ｌ３を検出し、検出された散乱光Ｌ３の面内分布およ
び強度を制御部３に出力するものとされる。

【００１９】制御部３により金属プローブ１を試料１０
表面に対して走査することにより、散乱光Ｌ３の面内分
布、および、反射光Ｌ２の面内分布がＣＲＴディスプレ
イ装置（表示装置）３Ａに表示される。この測定を赤外
光Ｌ１の入射角θおよび波長の関数として行うことによ
り、精密な検出ができる。

【００２０】本発明半導体評価方法においては、上述の
ように、所定の入射状態とされた赤外光Ｌ１を半導体１
０検出表面の裏面に照射することにより、前記半導体１
０にキャリアによる表面プラズモンモードを励起する過
程と、前記半導体１０に励起された表面プラズモンモー
ドを前記半導体１０検出表面近傍に位置する金属プロー
ブ１によって局在化モードに変換し、前記半導体１０検
出表面からの散乱光Ｌ３として放射する過程と、前記金
属プローブ１の前記半導体１０に対する位置制御をおこ
ないながら前記散乱光Ｌ３を検出して半導体１０におけ
るキャリア１５分布を評価する過程とを有する。

【００２１】ここで、試料１０として、図２に示すよう
に、ポリシリコンをゲート電極として用いたＭＯＳトラ
ンジスタを選択し、例えばソース１１とドレイン１２と
の間のゲート電極１４部分におけるキャリア１５分布を
評価する。この試料１０に、赤外光照射器５により試料
１０裏面からプリズム４を通して、赤外光Ｌ１を入射す
る。試料１０において、この赤外光Ｌ１により共鳴励起
されるプラズモンモードのエネルギーは、それを担うキ
ャリア１５の密度で決定される。このＭＯＳトランジス
タの場合には、例えば１０²⁰ｃｍ^-3オーダーのホウ素Ｂ
をドープしており、これだけの量のキャリア１５が形成
するプラズモンモードのエネルギーは０．１ｅＶのオー
ダーに達する。このように、ポリシリコンからなるゲー
ト電極１４のような高濃度のキャリア１５を有する試料
１０においては、共鳴エネルギーが０．１ｅＶ程度であ
り、このエネルギーの光に対してプリズム４と試料１０
とを同じ屈折率とし、試料１０とプリズム４界面での屈
折率整合をとるとともに、半球状のプリズム４を用いて
プリズム４に入射光２を入射させる際の反射や屈折の効
果を最小限に抑えることにより、効率よく試料１０にエ
バネッセント場を発生し、表面プラズモンを励起する。

【００２２】ここで、試料１０の裏面に全反射角以上の
高角度で赤外光Ｌ１を入射した場合、キャリア１５によ
る表面プラズモンモードの励起条件に一致した入射角θ
で反射率が減少するから、反射光検出器８Ａにより反射
光Ｌ２の強度をモニタして最も強く表面プラズモンモー
ドが励起される（最も反射光Ｌ２強度が低くなる）入射
角θを測定し、この入射角θとなるように、赤外光照射
器５の照射位置を制御部３により設定する。

【００２３】この状態で、制御部３により試料１０に対
するバイアス電圧を印加された金属プローブ１を、試料
１０検出表面に接近させると表面プラズモンモードの一
部が局在化したプラズモンモードへと変換され、試料１
０から外部にフォノンとして放出され散乱光５が発生す
る。散乱光Ｌ３は、ミラー６により集光され、フィルタ
７により検出波長を選択された後、散乱光検出器８Ｂに
よりその強度を検出され、この検出結果が、制御部３に
出力される。

【００２４】ここで、散乱光Ｌ３強度が試料１０内のキ
ャリア１５密度に対応するため、制御部３により金属プ
ローブ１を試料１０検出表面に対して走査することによ
り、散乱光Ｌ３の面内分布、および、反射光Ｌ２の面内
分布を制御部３に記憶するとともにＣＲＴディスプレイ
装置（表示装置）３Ａに表示する。この検出を赤外光Ｌ
１の入射角θおよび波長の関数として行うことにより、
精密な検出をおこなって、この散乱光Ｌ３の強度から半
導体１０内部のキャリア１５分布を評価する非破壊的な
評価を実現することができる。

【００２５】このとき、試料１０検出表面側から赤外光
Ｌ１を照射しても、金属プローブ１を接近させていれば
局在化したプラズモンモードを励起することが可能であ
るが、直接の反射光、上部電極などの構造物による散乱
光など雑音光強度が大きくなる。これに比べて試料１０
裏面からの全反射角度での励起であれば、金属プローブ
１を接近させない限り信号となる散乱光は発生せず、雑
音となる迷光を低く抑えることができ、高い信号雑音比
で測定を行うことができる。

【００２６】ここで、本実施形態では、半導体１０のバ
ンドギャップよりも小さなエネルギーの赤外光Ｌ１によ
って、半導体１０裏面からプリズム４を介して表面プラ
ズモンを励起するため、バンドギャップよりも小さなエ
ネルギーの光を使用することは、光散乱トモグラフィー
といった材料欠陥評価法と組み合わせることが容易とな
る効果を有する。また、試料１０と金属プローブ１との
間の位置を制御することにより、面内空間分解能をｎｍ
オーダーにまで向上することができる。また、キャリア
分布を与える散乱光Ｌ３強度は金属プローブ１の位置を
制御するために用いる電流や剪断力とは独立した物理量
なので、安定して金属プローブ１の位置制御ができる。
表面プラズモンが励起された状態において、半導体１０
検出表面に金属プローブ１を接近させない限り半導体１
０検出表面側からは散乱光Ｌ３が放射されず、金属プロ
ーブ１を接近させたときのみ散乱光が放射するので、高
い信号雑音比で測定を行うことができる。

【００２７】ここで、試料１０が半導体の場合、表面近
傍には空間電荷層が形成されているが、その影響を調べ
るためには、表面近傍のキャリア１５密度を金属プロー
ブ１と試料１０間のバイアス電圧で制御することができ
る。図３に示すように、バイアス電圧印加下の金属プロ
ーブ１とｐ型半導体層であるゲート電極１４において
は、試料１０裏面から入射された赤外光Ｌ１によりゲー
ト電極１４表面にｐ型半導体主キャリアであるホール１
５による表面プラズモンモードが励起される。金属プロ
ーブ１が接近することにより、上述のように散乱光Ｌ３
が発生し、この散乱光Ｌ３の面内強度分布を測定するこ
とにより、キャリア１５密度分布がわかる。また、本発
明の半導体評価装置およびその方法は、半導体１０にお
けるキャリア１５分布以外のファクターの評価にも使用
できることは勿論である。

【００２８】

【発明の効果】本発明の半導体評価装置およびその方法
によれば、照射手段により試料とされる半導体検出表面
の裏面からプリズムを通して赤外光を照射し、反射光検
出手段によりこの反射光を検出し、この検出結果により
表面プラズモンが励起されるように赤外光の入射角、波
長、等の入射条件を設定し、この赤外光により半導体に
は内部のキャリアにより表面プラズモンが励起され、こ
の表面プラズモンの励起された半導体検出表面近傍に制
御手段により制御された金属プローブを接近させて走査
すると、前記半導体に励起された表面プラズモンモード
がこの金属プローブによって局在化モードに変換され、
半導体検出表面から散乱光が放射され、この散乱光を散
乱光検出手段により測定することにより、散乱光強度が
試料内のキャリア密度に対応するため、この散乱光の強
度から直接、半導体中のキャリア密度に比例した情報を
得て、半導体内部のキャリア分布をｎｍスケール程度の
高空間分解能で測定し、非破壊的な評価をおこなうこと
ができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の半導体評価装置を示す概略構成
図である。

【図２】図１のプリズム上に配された試料としてポリ
シリコンをゲート電極として用いたＭＯＳトランジスタ
を示す拡大構成図である。

【図３】バイアス電圧印加下の金属プローブとｐ型半
導体層との模式的なバンドダイアグラムを示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１…金属プローブ２…ピエゾ素子３…制御部（制御手段）３Ａ…ＣＲＴディスプレイ装置（表示装置）４…プリズム（照射手段）５…赤外光照射器（照射手段）６…ミラー（散乱光検出手段）７…フィルタ（散乱光検出手段）８Ａ…反射光検出器（反射光検出手段）８Ｂ…散乱光検出器（散乱光検出手段）１０…半導体（試料）Ｌ１…赤外光Ｌ２…反射光Ｌ３…散乱光１１…ソース１２…ドレイン１４…ゲート電極１５…キャリア（ホール）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体の検出表面に近接可能な金属プロ
ーブと、前記半導体にキャリアによる表面プラズモンを励起する
よう半導体のバンドギャップよりも小さなエネルギーの
赤外光を前記半導体検出表面の裏面に照射する照射手段
と、前記半導体裏面からの反射光を検出する反射光検出手段
と、表面プラズモンの励起した前記半導体検出表面の前記金
属プローブ近傍からの散乱光を検出する散乱光検出手段
と、照射手段と前記反射光検出手段とを制御し、前記散乱光
検出手段の検出結果を処理する制御手段と、を有することを特徴とする半導体評価装置。
【請求項２】前記散乱光検出手段により検出された前
記散乱光の強度から半導体内部のキャリア分布を評価す
ることを特徴とする請求項１記載の半導体評価装置。
【請求項３】前記制御手段が、前記照射手段から前記
半導体裏面に照射する前記赤外光の入射角および波長の
関数として前記検出をおこなわせることを特徴とする請
求項１または２に記載の半導体評価装置。
【請求項４】前記制御手段が、前記照射手段による前
記赤外光の入射角を、当該赤外光が前記半導体の裏面で
全反射され、かつ前記反射光検出手段により検出された
反射光強度が最も低くなるような角度に設定可能である
ことを特徴とする請求項３記載の半導体評価装置。
【請求項５】前記金属プローブを前記半導体に対して
走査位置制御するとともに、前記散乱光の強度から半導
体内部のキャリア分布を評価する制御手段を有すること
を特徴とする請求項１から４のいずれか記載の半導体評
価装置。
【請求項６】前記半導体と金属プローブ間との位置制
御には、走査型プローブ顕微鏡と同様に、試料と金属プ
ローブ間のトンネル電流を利用するか、走査型近接場光
学顕微鏡で使用される剪断力検知法が用いられることを
特徴とする請求項５記載の半導体評価装置。
【請求項７】前記半導体が１０ ²⁰ ｃｍ ^-3 オーダーのよ
うな高濃度のキャリア１５を有する試料とされることを
特徴とする請求項１から６のいずれか記載の半導体評価
装置。
【請求項８】所定の入射状態とされた光を半導体検出
表面の裏面に照射することにより、前記半導体にキャリ
アによる表面プラズモンを励起する過程と、前記半導体に励起された表面プラズモンを前記半導体検
出表面近傍に位置する金属プローブによって局在化モー
ドに変換し、前記半導体検出表面からの散乱光として放
射する過程と、前記金属プローブの前記半導体に対する位置制御をおこ
ないながら前記散乱光を検出して半導体におけるキャリ
ア分布を評価する過程と、を有することを特徴とする半導体評価方法。
【請求項９】前記散乱光検出手段により検出された前
記散乱光の強度から半導体内部のキャリア分布を評価す
ることを特徴とする請求項８記載の半導体評価方法。
【請求項１０】前記照射手段から前記半導体裏面に照
射する前記赤外光の入射角および波長の関数として前記
検出をおこなうことを特徴とする請求項８または９に記
載の半導体評価方法。
【請求項１１】前記照射手段による前記赤外光の入射
角を、当該赤外光が前記半導体の裏面で全反射され、か
つ前記反射光検出手段により検出された反射光強度が最
も低くなるような角度に設定可能であることを特徴とす
る請求項１０記載の半導体評価方法。
【請求項１２】前記半導体と金属プローブ間との位置
制御には、走査型プローブ顕微鏡と同様に、試料と金属
プローブ間のトンネル電流を利用するか、走査型近接場
光学顕微鏡で使用される剪断力検知法を用いることを特
徴とする請求項１１記載の半導体評価方法。
【請求項１３】前記半導体が１０ ²⁰ ｃｍ ^-3 オーダーの
ような高濃度のキャリア１５を有する試料とされること
を特徴とする請求項８から１２のいずれか記載の半導体
評価方法。