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Hitachi

電子顕微鏡・医用機器・ライフサイエンス製品日立ハイテク

広がり抵抗顕微鏡 (SSRM:Scanning Spread Resistance Microscope )

原理: 試料にバイアス電圧を印加し、導電性探針を通して流れる電流をワイドレンジ対数アンプによって計測し、抵抗分布を得ます。

  • 印加電圧が探針直下に集中するため、探針直下でのドーパント濃度が支配的な電流(広がり抵抗)を検出することが可能です。
  • 計測範囲 10pA~0.1mA (電流換算)のワイドレンジ対数アンプ使用 一般的な半導体ドーパント濃度   約1015~1020atm/cm3をカバーしています。
  • 接触抵抗を減らすため、バネ定数の大きいカンチレバーで高い荷重をかけて測定します。これによりキャリア濃度に依存した抵抗値が得られます。
  • B(ボロン)ドープされたダイヤモンドコート探針により高荷重でも磨耗を抑えた抵抗測定を実現しています。

【SSRMの用途】

  • 半導体ドーパント濃度分布の評価
  • Current AFMでは、測定レンジが不足するような広い範囲の電気抵抗の違いを捉える

広がり抵抗顕微鏡(SSRM)の適用例

半導体ドーパントサンプル


※数値はSIMSの実測データ
Si基板へのP型ドープ テストパターン
濃度分布(1014~1020 atom/cm3

プローブ陽極酸化パターン膜


自然酸化膜と強制酸化膜の抵抗分布
段差: 3~4nm
抵抗差: 10MΩ~1TΩ(5桁程度の差)

通常の電流測定ではダイナミックレンジが約3桁ですが、SSRMでは約10桁のワイドレンジに対応しており、ドーパント濃度以外にも応用できそうです。