シリコン結晶研究のルネサンス

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シリコン結晶の分析評価技術の研究と開発の歴史

シリコン結晶の品質の向上は、それに応じた分析評価技術の開発に支えられています。
シリコンデバイスと結晶の研究開発の歴史を4段階に分けていますが、ここでは分析評価技術の歴史を見ていきます。

初めに
シリコン結晶は、色々な電子材料の中で最も純度と完全性の高い結晶です。
そのため、評価技術は一般的に最も高感度で高分解能なものが必要とされ、開発され、用いられていました。
一般に最も高感度なのは電気的測定技術ですが、物によってつかえる方法に限りがあります。。
高分解能と言えば電子顕微鏡が一番に考えられますが、走査トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡は表面限定ですが新しい強力な技術です。

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1 分析評価技術の概要
構造、化学、光学、電気、その他

2 シリコンデバイスと結晶の草創期の分析評価技術(LSIの時代初期まで)
四探針法、拡がり抵抗法SR法
化学エッチング
X線回折、X線トポグラフィー
赤外吸収法(回折格子分散型)
質量分析、放射化分析
詳細省略

電子顕微鏡

3 LSI時代の新たな分析評価技術
電子顕微鏡
SIMS
DLTS
フォトルミネッセンス
赤外吸収法(フーリエ変換型)
光散乱法
K.Moriya and T.Ogawa :Jpn.J.Appl.Phys.22,L207(1983).
5) K. Moriya, A. Yazaki and K. Hirai:Jpn. J. Appl. Phys. 34,5721 (1995).
6) 南郷脩史,小川智哉:日本学術振興会結晶加工と評価145委員会第90回研究会資料,p. 48 (2001).

4 System on chip時代の新たな分析評価技術
電子顕微鏡
M.Itsumi,H.Akiya,T.Ueki,M.Tomita and M.Yamawaki:Jpn. J. Appl. Phys. 35, 812 (1996).
ドライエッチング
中嶋健次,渡辺行彦,吉田友幸,光嶋康一,井上直久:シリコンテクノロジー,No. 28, 16 (2000).

原子間力顕微鏡


5 パワーデバイス時代の新たな分析評価技術


その他
測定法の国際規格



参考文献
半導体評価技術、河東田 隆 (集積回路プロセス技術シリーズ)、産業図書、1989.2東京.
バルクシリコン結晶における分析・評価技術、井上直久、応用物理, 72-5, pp. 550-556 (2003).
Electron Microscopy of Thin Crystals, P.B. HIRSCH, A. HOWIE, R. B. NICHOLSON, D.W. PASHLEY and M.J.WHELAN. Pp.549, 381 figures. Butterworths, 1965.
和訳書、透過型電子顕微鏡,幸田成康監修、諸住正太郎他訳、「透過電子顕微鏡法」、コロナ社(1974年)絶版.

2020/03/04開始