加熱 in-situ TEM を用いた半導体材料のその場観察

記事No. 202305-02
タイトル

加熱 in-situ TEM を用いた半導体材料のその場観察
著者 形態科学研究部　垂水 喜明
要旨 半導体デバイスの開発・製造において、熱処理工程における材料の構造変化を把握することは非常に重要である。加熱in-situ TEMを用いることにより、熱処理中の材料の熱挙動をnmレベルで可視化し、構造変化に関する新たな知見を得て、膜質制御などプロセス開発に役立てることが可能となる。本稿では、加熱in-situ TEMを用いて、(1)結晶構造解析を併用したアモルファスシリコン膜の結晶成長メカニズム解析、(2)元素分析を併用した金属積層膜の熱挙動把握、(3)平面での薄膜ルテニウム膜の結晶成長過程の観察を行った事例を紹介する。
目次
（全4ページ）
  1. はじめに
  2. 加熱in-situ TEMの概要と特長
  3. 加熱in-situ TEMの解析事例
  4. まとめ
図表
  1. (a) 加熱in-situ TEMホルダーの先端部、 (b) Nano-chip中央部（光学顕微鏡像）、 (c) Nano-chip上の薄片試料（SEM像）
  2. a-Si膜の結晶化過程を観察したTEM像
  3. 結晶化後のSi結晶の (a) TEM像、(b) 結晶方位マップ、(c) 結晶粒界マップ、(d) 結晶粒マップ
  4. 非晶質Pd-P膜の結晶化過程を観察したTEM像
  5. 金属積層膜の元素拡散評価（EDX分析） (a) 加熱前後のEDXマップ（Net強度）、(b) 加熱前後のEDXラインプロファイル
  6. 薄膜Ru膜の結晶成長過程を観察した平面TEM像
  7. 加熱前後のRu結晶の結晶方位解析 (a) 明視野STEM像、(b) 結晶方位マップ(ND方向)、(c) 加熱後の極点図、(d) 加熱後の逆極点図
  8. 加熱前後のRu結晶の結晶粒解析 (a) 結晶粒マップ、(b) 粒度分布
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