装置２ ｜ 走査型容量 / マイクロ波顕微鏡

原理

変調電圧を印加しているプローブを試料表面に接触させながら走査し、プローブ直下のキャパシタンスの変化をイメージングする (SCM)
プローブを介して入射させたマイクロ波の反射波を測定し、試料表面のインピーダンスの変化をイメージングする (SMM)

装置概要

縦 x 横：200mm□以下(全面観察可能)
縦 x 横：300mm□以下(制限あり)
厚み：15mm以下
スキャンエリア X-Y軸：90μm以下
スキャンエリア X-Z軸：7μm以下
※周囲に突起物がないこと。

拡散層形状イメージング

Si半導体断面の拡散層形状観察

SCM/SMM：半導体材料
SMM：キャパシタンスの変化がある固体表面

○ 半導体材料の測定に利用すると、拡散層形状の可視化が可能
○ P型・N型などの極性情報を得ることが可能(SCM)
○ キャリア濃度の大小の比較を行うことが可能(SMM)
○ SEMのPNコントラストやエッチングによる手法と比較して、多重拡散領域がより明瞭に観察可能

予想されるキャリア濃度、拡散層の広さ・深さ

SCM像から、PN極性情報を含む拡散層形状を確認。
SMM像から、キャリア濃度情報を含む拡散層形状を確認。

※SCM像は、1E17atoms/cm3オーダーのキャリア濃度で信号強度が最も高く、キャリア濃度が高くなる又は低くなると、 信号強度が減少する（キャリア濃度に対する線形性がない）。
従って、SCM像で信号強度が小さな領域のキャリア濃度の高低の判断は、SMM像と合わせて行う必要がある。