二次イオン質量分析(Secondary Ion Mass Spectrometer : SIMS)では、イオンの高感度特性を基本とする高解像度検出能力を用いることにより、拡散接合の動作確認だけではなく、微細汚染、ドーピング、イオン注入などにおける定量分析を行います。これにより、半導体やLEDにおける理想的な微量検出/成分分析を可能とし、更には薄膜材料の理想的な検出/解析を可能とします。
iSTのサービス
iSTのSIMSにおける高分解能力は、上記ドーピング濃度解析以外に、PN接合の深さ解析およびバルク材料における微量元素の濃度解析などを可能とします。お客様の半導体/LED製造工程パラメータを正確にコントロールし、素子/エピタキシャルの安定性を確保します。
iSTの強み
事例紹介
分析対象サンプル：半導体シリコンウエハー
以下はiSTにおけるSIMS測定の最高精度です。半導体シリコンウエハーへのヒ素(As)イオン注入の濃度を分析しています。グラフからも解りますように0.2ppbaの測定精度に達しています。
N型：ヒ素(As)イオン注入時のSiウエハーの深さ方向分析結果分布図
分析サンプル：半導体シリコンウエハー
以下は、ナノ・レベルの厚みを持つ複数のホウ素(B)注入における、SIMSの深さ方向分析能力を表しています。特別な高解像度分析技術を用いたiSTのSIMSでは、その深さ方向解析解像度は、1.65nmに達することが分かります。
P型：ホウ素(B)イオン注入時のSiウエハーの深さ方向分析結果分布図
分析サンプル：LEDエピタキシ
LEDにおけるSIMS分析では、通常7種類ないしは8種類の微量元素を観察する必要があります。下のグラフは、エピタキシ中のマグネシウム(Mg, P型)とケイ素(Si,N型)の濃度分布を表しています。この結果とTEM分析映像を同期することにより、各元素の相対位置を知ることができます。
上図：SIMS分析より得た濃度分布 / 下図：TEM分析より得た元素の相対位置
- 測定限界 ： ppma(1E-6)～ppba(1E-9)
- 測定可能元素 ： H～U
- 同位体区分可能
- 深さ方向最高解像度 ： 2nm
- 不良導体サンプルの解析
- 標準品との比較による定量分析
CAMECA 6F-E7
| イオン源 | セシウム(Cs)源 : 2～10kV 酸素(O2)源 : 1.1～15kV |
| 測定限界 | ppma ~ ppba |
| 測定元素 | H～U |
| 質量分解能 | >20,000 |
| 分析面積 | >10um |
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