半導体材料、デバイスの電子顕微鏡技術による解析法の基礎と試料作製法のポイント

LSI、発光ダイオード、受光素子、高周波トランジスタなどの半導体デバイスは、社会、システム、産業の多岐にわたる分野において幅広く用いられている。 　これらのデバイスの高性能化、高機能化さらには高信頼化を実現するためには、デバイスの材料である各種半導体薄膜材料をはじめ、金属膜、絶縁膜材料の結晶性 (不純物、欠陥、界面構造など) を詳細に分析・評価する必要がある。その最も重要な評価法の一つとして電子顕微鏡法 (SEM,TEM) が広く用いられている。 　しかし、本方法を用いて、これらの材料を適正に評価・解析するためには、目的に応じた最適な評価・解析手法を用いる必要がある。 　また、TEM観察を行うには、15 nmから0.2μmの薄い膜を作製する必要がある。そのため、試料薄片化をうまく行うためには、経験に基づいた、多くの工夫とノウハウがある。 　そこで、本セミナーでは、永年、Ⅲ-Ⅴ族化合物半導体薄膜およびデバイスのSEM,TEMによる分析評価に携わってきた専門家により、これから材料・デバイスの分析評価を始める方や中堅の方にも、実用的な電子顕微鏡の各種解析法や試料作製法の詳細を豊富な事例を挙げながら分かりやすく解説していただく。

1. 電子顕微鏡の構造と原理
   1. 各種電子顕微鏡の構造と原理
   2. 透過電子顕微鏡の構造と原理
2. 走査電子顕微鏡 (SEM) による解析法
   1. 反射電子像、二次電子像観察法
   2. SEM/CL像観察法
   3. SEM/EDX法
   4. SEM/EBIC法
   5. SEM/EBSD法
3. 透過電子顕微鏡 (TEM) による解析法
   1. 観察目的と観察手法
   2. TEMによる各種手法その1:各種回折法
      1. 通常の電子線回折法
      2. マイクロ電子線回折法
      3. 収束電子線回折法
   3. TEMによる各種手法その2:像観察手法
      1. 明視野法
      2. 暗視野法
      3. 多波格子像法
      4. HAADF-STEM法
      5. CAT法
   4. 欠陥の性質判定法
      1. 転位のバーガースベクトル決定法
      2. 転位ループの性質判定法
      3. 積層欠陥の性質判定法
   5. その他の手法
      1. モワレ縞:その解釈
      2. 極性の判定法
      3. 局所歪みの評価
      4. 逆位相境界の評価
4. TEM用試料作製法
   1. TEM試料の要件
   2. 各種試料作製法 (要素技術としての試料作製法)
      1. 機械的試料研磨法
      2. 化学的試料研磨法
      3. 物理的試料研磨法
   3. 材料と試料作製法
   4. 観察手法と試料作製法
      1. 平面TEM作製法
      2. 断面TEM作製法
      3. CAT法用試料作製法
• 質疑応答・名刺交換