JP4728800B2 - 電子線ホログラフィーを用いた化合物半導体の不純物分布測定用試料の製造方法および不純物分布測定方法 - Google Patents
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Description
φ=πVt/(λE) (1)
ここで、Vは試料の内部電位、tは試料の厚さ、λは電子線の波長、Eは電子の加速電圧に応じて決定される定数である。
図4は、本発明の第2の実施の態様に係る電子線ホログラフィーを用いた化合物半導体の不純物分布測定方法を説明するためのフローチャートである。図4(a)に示すように、本発明の第2の実施の態様に係る電子線ホログラフィーを用いた化合物半導体の不純物分布測定方法は、本発明の第1の実施の態様に係る電子線ホログラフィーを用いた化合物半導体の不純物分布測定用試料の製造方法を用いて製造した半導体試料10の半導体片11に電子線eの一部が照射されるように電子線eを射出し、半導体片11を透過した電子線に応じて得られる干渉縞に関する情報を取得する干渉縞情報取得工程S410と、得られた干渉縞に関する情報に応じて、半導体片11内の不純物濃度分布に関する情報を生成する不純物分布情報生成工程S420と、を備える。
V(x、y)=λEφ(X、Y)/(tπ) (2)
ここで、φ(X、Y)は電子線ホログラム上の座標(X、Y)における再生像の位相、V(x、y)は電子線ホログラム上の座標(X、Y)に対応する半導体片11の面内の座標(x、y)における内部電位、tは半導体片11の厚さ、λは電子線の波長、Eは加速電圧に応じて決定される定数である。
11 半導体片
12 導電性の箔
13 マスク
500 測定装置
510 電子銃
520 電子レンズ
530 複プリズム
540 検出器
541 スクリーン
542 撮像手段
550 情報処理装置
811 ダメージ層
Claims (10)
- 収束イオンビームを用いて、p型とn型のうちの1つ以上の導電型の不純物を含む半導体から半導体片を切り出す工程であって、前記半導体片を切り出すことによって平面部分が形成され、この平面部分で均一な厚さの部分を有するように前記半導体片を切り出す切出工程と、
前記切出工程で切り出した前記半導体片の前記平面部分の平面の法線の方向と直角な面を、10μm以下の厚さの直方体形状において箔の面の法線の方向と直角な面である導電性の箔の厚みの薄い面上に、前記半導体片の前記平面部分の平面の法線と前記箔の面の法線とが略平行になるように直接固定して電気的に接続する箔固定工程と、
前記箔固定工程で導電性の箔の上に固定した前記半導体片の厚さを薄くする薄膜化工程と、
前記薄膜化工程で厚さが薄くなった前記半導体片に所定の希ガスイオンを照射して、前記切出工程で生じたダメージ層の一部または全部を除去して半導体試料を形成するダメージ緩和工程と、を備えることを特徴とする電子線ホログラフィーを用いた化合物半導体の不純物分布測定用試料の製造方法。 - 収束イオンビームを用いて、p型とn型のうちの1つ以上の導電型の不純物を含む半導体から半導体片を切り出す工程であって、前記半導体片を切り出すことによって平面部分が形成され、この平面部分で均一な厚さの部分を有するように前記半導体片を切り出す切出工程と、
前記切出工程で切り出した前記半導体片の厚さを薄くする薄膜化工程と、
前記薄膜化工程で厚さが薄くなった前記半導体片の前記平面部分の平面の法線の方向と直角な面を、10μm以下の厚さの直方体形状において箔の面の法線の方向と直角な面である導電性の箔の厚みの薄い面上に、前記半導体片の前記平面部分の平面の法線と前記箔の面の法線とが略平行になるように直接固定して電気的に接続する箔固定工程と、
前記箔固定工程で導電性の箔の上に固定された前記半導体片に、所定の希ガスイオンを照射して、前記切出工程で生じたダメージ層の一部または全部を除去して半導体試料を形成するダメージ緩和工程と、を備えることを特徴とする電子線ホログラフィーを用いた化合物半導体の不純物分布測定用試料の製造方法。 - 前記導電性の箔が、アルミ箔または銅箔であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子線ホログラフィーを用いた化合物半導体の不純物分布測定用試料の製造方法。
- 前記ダメージ緩和工程で、前記希ガスイオンを、前記半導体片の対向する1対の面のうちの1つ以上の面に斜めに照射することを特徴とする請求項1乃至請求項3までのいずれか1項に記載の電子線ホログラフィーを用いた化合物半導体の不純物分布測定用試料の製造方法。
- 前記ダメージ緩和工程で前記希ガスイオンを照射する角度が、前記希ガスイオンを照射する前記半導体片の面に対し20°以下であることを特徴とする請求項4に記載の電子線ホログラフィーを用いた化合物半導体の不純物分布測定用試料の製造方法。
- 前記ダメージ緩和工程で、前記半導体試料を、前記希ガスイオンが照射される角度を一定に保ちながら回転させることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の電子線ホログラフィーを用いた化合物半導体の不純物分布測定用試料の製造方法。
- 前記ダメージ緩和工程で、Arイオンを前記半導体片に照射することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子線ホログラフィーを用いた化合物半導体の不純物分布測定用試料の製造方法。
- 前記半導体が、p型とn型のうちの1つ以上の導電型の不純物を含む化合物半導体であることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の電子線ホログラフィーを用いた化合物半導体の不純物分布測定用試料の製造方法。
- 請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の電子線ホログラフィーを用いた化合物半導体の不純物分布測定用試料の製造方法を用いて製造した半導体試料の前記半導体片に電子線の一部が照射されるように前記電子線を射出し、前記半導体片を透過した電子線と前記半導体試料に照射されずに通過する電子線とを重畳させて干渉させ、前記半導体片を透過した電子線に応じて得られる干渉縞に関する情報を取得する干渉縞情報取得工程と、
前記干渉縞に関する情報に応じて、前記半導体片内の不純物濃度分布に関する情報を生成する不純物分布情報生成工程と、を備えることを特徴とする電子線ホログラフィーを用いた化合物半導体の不純物分布測定方法。 - 前記不純物分布情報生成工程が、フーリエ変換法または位相シフト法を用いて、前記干渉縞に関する情報を、前記半導体片を透過した電子線の位相の情報に変換する像位相変換工程と、前記像位相変換工程で得られた電子線の位相の情報を前記半導体片内の不純物濃度分布の情報に変換する位相濃度変換工程とを有することを特徴とする請求項9に記載の電子線ホログラフィーを用いた化合物半導体の不純物分布測定方法。
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