TOF-SIMSを用いた半導体の深さ方向分析

06/11/2015

No.0245 TOF-SIMSを用いた半導体の深さ方向分析

TOF-SIMSはDynamic SIMSにはない特徴を持っており、

　　（1）サブミクロンの分解能で微小エリアの不純物測定
　　（2）高深さ分解能で、かつ質量干渉の影響を受けない薄膜の不純物測定
　　（3）薄膜中不純物元素の定性・定量や深さ分析
が可能である。

　　　　　　　　　　　　　Table 1 TOF-SIMSによる不純物元素の深さ方向分析の特徴

●SiC-MOSFET（市販品）のパッシベーション膜のデプスプロファイル　(高空間分解能モード)

SiC-MOSFET市販品の分析事例である。

二次イオン抽出領域（Fig.1の青色長方形部）は約2μm幅で、他手法では困難な微小領域における不純物の知見が得られる。

Fig.1 二次イオン像（全元素,50μm□）

同等箇所の断面SEM像

Fig.2　同等箇所の断面SEM像

Fig.3 ゲート部のデプスプロファイル

Fig.3 ゲート部のデプスプロファイル（Fig.1青色領域より抽出）

●AlGaN中Si,(F)のデプスプロファイル(高質量分解能モード)

数10nmの薄膜の不純物を他の質量干渉なく、かつ高い深さ分解能で深さ方向分析することが可能である。

Fig.4 マススペクトル　AlGaN中Si, AlH, N2　(m/z=28）

Fig.5 AlGaN中Si及びFの濃度プロファイル

●SiO₂/SiCの定性・定量分析(高質量分解能モード)

　　　　　　　　　　　Table.2 SiO₂中の元素濃度　（atoms/cm³）

Table.2の測定結果から得られた一部の元素のデプスプロファイルをFig.6に示す。
数10nmの薄膜で、多数の元素の定性・定量深さ分析が可能である。

Fig.6 デプスプロファイル

分析機能と原理

カテゴリー

半導体・実装

分類

化合物半導体・オプトデバイス