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ナノメートルレベルでの局所抵抗測定が可能
SSRMは、バイアスが印加された試料の表面を導電性探針で走査し、抵抗値の分布を二次元的に計測することで探針直下の広がり抵抗を可視化する手法です。 シリコン半導体素子を計測した場合、空間分解能に依存しますが、キャリア濃度1016個/cm3以上に感度があります。 ・ナノメートルレベルでの局所抵抗測定が可能 ・半導体のドーパント濃度分布計測に有効 ・半導体の極性（p型/n型）の判定は不可 ・定量評価は不可
超高分解能STEMによるZn(S、 O、 OH)/CIGS接合界面の結晶構造評価
Csコレクタ付きSTEM装置を用いて接合界面を直接観察することで、原子レベルでの結晶構造評価が可能です。今回、CIGS薄膜太陽電池のバッファ層にZn（S、O、OH)を用いた系でバッファ層/CIGS界面のHAADF-STEM像観察を行い、構造を評価しましたので紹介いたします。 その結果、バッファ層にCdSを用いた試料に比べ、接合部の結晶構造が不鮮明で、エピタキシャル接合にはなっていないことが示唆されました。
FFTM法による格子像解析
Fast Fourier Transform Mapping法は、高分解能TEM像をフーリエ変換し、FFTパターンのスポット位置から結晶の微小な格子歪みを解析、可視化する方法です。FFＴＭ解析により、(1)画像のx、 ｙ方向の格子歪みの解析、(2)結晶面方向の格子歪みの解析、(3)結晶面間隔分布、結晶面方位分布の解析、(4)データ分布のヒストグラム表示、(5)空間分解能5nmで0.5%の歪の検出、が可能です。 化合物ヘテロ接合多層膜試料に適用した例を示します。
高電圧電源を用いたエミッション顕微鏡による故障箇所の特定
発光像とIR像の重ね合わせにより、リーク箇所を顕微的視野で特定できます。クラックや静電破壊など大規模な外観異常がある場合は、IR顕微鏡でも異常を確認可能です。また、エミッタ電極の遮光により、発光が検出できない場合には、コレクタ電極を除去し、コレクタ側から近赤外光を検出します。 2000Vまで印加可能な高電圧電源を用い、高耐圧で低リーク電流のパワーデバイスを動作させ、エミッション顕微鏡で故障箇所を特定する例を紹介します。
SEMによる電子線誘起電流法・結晶方位解析
CIGS薄膜多結晶太陽電池は低コスト次世代太陽電池として期待されています。大面積化、高品質化のための開発が進められています。多結晶薄膜の特性を評価するため、EBICによるpn接合の評価・EBSD法による結晶粒評価を同一断面で行いました。CIGS膜の断面を作製し、電子ビームを走査することによって、起電流（EBIC）を測定し、起電流の面内分布を可視化しました。また、同一面のEBSDを測定することにより、起電流の分布と結晶粒との対応をとりました。
SEMによる結晶方位解析
CIGS薄膜多結晶太陽電池は低コスト化・大面積化・高品質化を期待されている次世代の太陽電池として開発が進められており、その際に結晶情報が必要とされています。EBSD法ではCIGS膜の結晶粒評価が可能です。 EBSD法で得られる結晶情報は主に配向性・結晶粒径などです。
FIB法による特定箇所の平面TEM観察
ナノオーダーでの加工が可能なFIB技術を用いることにより、特定箇所の平面TEM観察が可能です。 これにより、断面からの観察では構造の確認が困難なホール側壁のキャパシタ絶縁膜のONO三層構造（シリコン酸化膜／シリコン窒化膜/シリコン酸化膜）が確認できます。
TEM：透過電子顕微鏡法
球面収差補正機能(=Csコレクタ)つきSTEM装置では、原子レベルでの高分解能観察･高感度分析が可能です。分解能は約0.10nmです。
クライオSEMを用いた液体状試料の断面構造観察
液体に分散させて用いる微粒子の粒径・構造を評価する際、従来は液体を乾燥させて粉体として微粒子を取り出し、電子顕微鏡を用いて測定しておりました。しかしながら、実際に用いる液体中で微粒子がどのように分散しているのかを調べるには不向きな測定法でした。 そこで、液体試料内で微粒子がどのように分散しているかを直接評価するため、クライオ加工＋SEM観察を行って評価した事例をご紹介します。
ナノオーダーの形態観察・元素分析が可能
透過型電子顕微鏡（TEM）はμm～nmオーダーの形態観察・元素分析が可能です。 アイシャドウは固体粒子の集まりなので、そのままTEMによる分析を行いました。 TEM観察後、視野内の特定箇所についてEDX分析を行い、構成元素から材料を推定しました。 さらに、EELS分析により結晶型を区別することが可能です。
Csコレクタ付TEMによる高分解能TEM観察
TEMの球面収差を補正したCsコレクタ付TEM装置を用いることで、高分解能で素子の断面構造観察を行うことができます。 本事例では市販のMPUトランジスタ部の高分解能(HR)-TEM観察とEDX元素分布分析を行ったデータを紹介します。3次元的な構造を持つFinFETのような微細な多層構造でも、Csコレクタ付TEMを用いることで素子の構造や元素分布を明瞭に観察することが可能です。
SEM・STEM・EDXによる触媒粒子の評価
燃料電池の電極は、カーボンに触媒であるPt粒子またはPt合金（PtRu等)粒子が担持されています。この触媒粒子は数nmと微細構造のため、形態観察、組成分析にはSEMやTEM分析が用いられています。 初期状態での評価の他に通電後の劣化として合金組成の変調、Ruの溶出、触媒粒子径の増大が報告されていますが、これらの評価に高空間分解能でのHAADF観察やEDX分析が非常に有効です。また、SEM観察では担体のカーボンの形状や触媒粒子の存在状態を確認することができます。
大気中の分析により変質を抑えた定量評価が可能
毛髪表面にあるキューティクルの状態を、AFMにより解析した事例をご紹介します。 AFM は、ナノスケールの凹凸形状を三次元的に計測する手法です。大気中で分析を行うため、有機物の変質や脱ガスなどを起こさず、試料本来の形状を評価可能です。本事例では、キューティクルの開き具合や付着物成分の分布、領域ごとの粗さ評価を画像で評価した他、数値処理により定量的に凹凸を評価しました。シャンプー後の毛髪の状態評価や、整髪料を塗布後の塗布状態の評価に有効です。
PLマッピングで検出した結晶欠陥の高分解能TEM観察
PL（フォトルミネッセンス）マッピングでは、発光箇所から結晶欠陥位置の特定が可能です。 更に同一箇所を高分解能STEM観察（HAADF-STEM像）を行うことで積層欠陥を捉えることができます。 本事例では、市販のSiCパワーデバイスについてPLマッピングとSTEMを用いて調査を行いました。 PLマッピングにより積層欠陥位置を特定後、欠陥端部分についてμサンプリングを行い、断面STEM観察を実施しました。
試料解体から測定まで一貫して対応します
本資料では、スマートフォン搭載のイメージセンサ拡散層に関して評価した事例をご紹介します。 半導体のp/n型を判定可能なSCM（走査型静電容量顕微鏡）を用い、拡散層がどのような分布となっているかを評価しました。今回、断面と平面のSCM結果を組み合わせることで、相補的かつ広範囲の情報が得られました。 SCM は、イメージセンサ拡散層の出来映え評価や故障解析に有効なツールの一つです。
AFM :原子間力顕微鏡法
AFMは微細な探針で試料表面を走査し、ナノスケールの凹凸形状を三次元的に計測する手法です。 金属・半導体・酸化物などの材料評価だけでなく、毛髪やコンタクトレンズなどのソフトマテリアルまで幅広い材料を測定可能です。 本資料では、様々な材質のAFM像をご紹介します。
デバイス特性に関わるトレンチ側壁の粗さを定量評価
近年、高耐圧デバイスの材料としてSiCが注目されています。Trench MOSFET構造は、素子の高集積化に必要であり、SiCデバイスへの応用展開が進められています。 Trench MOSFET構造のチャネル領域はトレンチ側壁であるためトレンチ側壁の平坦性がデバイスの信頼性に関わってきます。本資料ではSiC Trench MOSFETのトレンチ側壁の粗さについて、AFM（原子間力顕微鏡）を用いて定量的に評価した例を紹介します。
STEM像と原子組成の測定結果から結晶構造の評価ができます
試料の測定によって得られた結果と、シミュレーションの併用により、結晶構造の評価が可能です。 本資料では、多結晶体であるネオジム磁石において、HAADF-STEMとEDXの測定によって得られた結果と、各々の測定条件を用いたシミュレーション像の比較から結晶構造の考察を行った事例を紹介します。測定結果と計算シミュレーション結果の併用により、結晶構造に対する理解を深めることが可能となります
SiCデバイスの拡散層のp/n極性とキャリア濃度分布を評価できます
近年、高耐圧デバイスの材料としてSiCが注目されています。Trench MOSFET構造は素子の高集積化が可能であり、SiCデバイスへの応用展開も進められています。一方、SiCデバイスのドーパント活性化率には課題があり、出来栄え評価が重要となります。今回、SiC Trench MOSFETに関して、SNDM（走査 型非線形誘電率顕微鏡）にてキャリア極性判定をSMM（走査型マイクロ波顕微鏡法）にてキャリア濃度分布を評価した事例をご紹介します。
製品内基板上DRAMのリバースエンジニアリング
代表的なメモリであるDRAMについて製品レベルからTEM観察による素子微細構造解析まで一貫して分析します。 外観観察からレイヤー解析、Slice＆Viewを行うことで構造の全体像を把握し、FIB加工位置をナノレベルで制御し薄片形成後にメモリ部の微細構造をTEM像観察しました。
金属多結晶の結晶粒の大きさや分布に関する知見を得ることが可能です
走査イオン顕微鏡（Scanning Ion Microscope：SIM）は固体試料にイオンビームを照射し、発生する二次電子を検出する手法です。二次電子は各結晶粒の結晶方位に応じたコントラストを生じるため、SIMによってCuやAlなどの金属多結晶の結晶粒の大きさや分布に関する知見を簡便に得ることが可能です。本資料では測定例としてCu表面をSIMによって観察した事例をご紹介します。
![[MFM]磁気力顕微鏡法](https://image.mono.ipros.com/public/product/image/8b9/2000475543/IPROS6176896315983391970.jpg?w=280&h=280)
MFMは、磁性膜でコートされたプローブを用いて、サンプル表面近傍に生じている漏洩磁場を測定し、磁気情報を得る測定手法です。
・サンプルの磁気特性の情報を定性的に取得可能 ・漏洩磁場による引力・斥力をイメージング可能 ・漏洩磁場の勾配の大きさに比例した磁気力の信号を得られるが、定量評価は不可 ・AFM像の取得も同時に取得可能
培養ヒト皮膚の様々な評価（形態観察、成分の分布評価、定量分析）が可能です
■形態観察 凍結切片を染色（HE染色、ナイルブルー染色等）することで組織の形態を確認できます。 ■蛍光顕微鏡観察 透過成分が蛍光を有する場合、蛍光顕微鏡で蛍光成分も観察できます。 ■質量顕微鏡観察 成分の分布評価ができます。時間毎の切片で経時変化も確認できます。（TOF-SIMS） ■定量分析 皮膚中の蛍光成分量の経時変化も確認できます。（LC/MS/MS、蛍光検出器など）
食感を機械特性パラメータで定量化
食感を決める因子には、硬さ、凝着力など様々な要素があります。一般的に、食品の食感はテクスチャーアナライザー等による応力の評価で行いますが、微小領域の測定や薄い試料の測定は困難です。 AFM-MAは表面の凹凸の形状の評価に加え、機械特性の硬さを表すヤング率、質感のパラメータの凝着力、および、エネルギー散逸のデータを微小領域で計測することが可能です。このため、食感等に関係する物理特性を極微小な領域で評価するために有効です。
深層学習×データ解析によりSEM像から活物質の粒径を求めました
深層学習により、画像から目的の対象物を抽出することが可能です。また、得られた対象ごとに領域を解析することで数値として情報を得ることができます。 今回、バッテリー正極材の断面SEM像に対して、深層学習を用いて活物質粒子の抽出、クラックの検出をしました。Slice&Viewデータのような3Dデータに対しても同様に抽出が可能です。3Dデータからクラック有、クラック無粒子を抽出し、それぞれの粒径を算出しました。 測定法：SEM、Slice&View、計算科学・AI・データ解析 製品分野：太陽電池、二次電池、燃料電池 分析目的：構造評価、形状評価、故障解析・不良解析 詳しくは資料をダウンロード、またはお問い合わせください。
AFMによるステップ-テラス構造の可視化
ワイドギャップ半導体である窒化ガリウム(GaN)は、パワーデバイスや通信・光デバイスなどの幅広い分野で用いられています。デバイスを作製するうえで、ウエハ表面の形状と粗さはデバイス性能に大きく影響します。GaNウエハを成長させる際、支持基板との格子不整合などによる応力の影響で、表面にステップ-テラス構造が形成されます。本資料ではAFMを用いて、GaN基板表面のステップ-テラスの構造を可視化し、テラス幅、ステップ高さ、表面粗さ、オフ角を評価した事例を紹介します。 測定法：AFM 製品分野：パワーデバイス、 電子部品、 照明 分析目的：形状評価、 構造評価 詳しくは資料をダウンロード、またはお問い合わせください。
SEM-EDXによる形状観察及び簡易定量分析
半導体ウェハ製造プロセスにおけるパーティクルの制御は、ウェハの品質を担保する上で非常に重要です。本事例では、Siウェハ上パーティクルのSEM観察及びEDX分析と簡易定量(※1)によって、パーティクルが何かを推定しました。サブミクロンの高い空間分解能を持ち、数cmの領域を走査できるSEM装置では、形状及び組成情報からウェハ上のパーティクルが何かを速やかに推測でき、発生工程を素早く特定することができます。欠陥検査装置の座標データとリンクした分析も可能です。
非破壊でデバイス内部の特異箇所を把握！断面観察にて特異箇所の詳細な構造や組成情報を評価
弊団では、電子デバイス内部の構造評価に適した技術を取り揃えており、 観察視野や目的に応じた分析手法をご提案します。 X線CTとFIB-SEMを用いてデバイスの特異箇所を調査した本事例では、 まずX線CTを用いてサンプル全体の内部構造を観察し、特異箇所を探索。 続いて、ビア上に確認された特異的な構造物について、FIB-SEMを用いて 詳細な構造を確認しました。 【測定法・加工法】 ■[SEM]走査電子顕微鏡法 ■[SEM-EDX]エネルギー分散型X線分光法(SEM) ■X線CT法 ■[FIB]集束イオンビーム加工 ※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
数十nmオーダーの狙い精度で数百μm角の断面観察が可能！
弊団では、Xe-PFIBを用いた広域断面のSEM観察を承っております。 集積回路、電極やプリント基板、半導体パッケージの電極を 電気的に接続する金属製ボンディングは直径数十μm～数百μm程です。 Xe-PFIB(Xe-Plasma Focused Ion Beam)では数十nmオーダーで 加工位置を狙い、数百μm角の断面を作製できるため、 ボンディング中央にて全景を詳細に把握することができます。 【測定法・加工法】 ■[SEM]走査電子顕微鏡法 ■X線CT法 ■[FIB]集束イオンビーム加工 ※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
ソフトマテリアル内部構造の弾性率評価が可能です
物質の内部構造の評価にあたっては、切削や研磨等の断面加工技術により内部構造を保ったまま露出させることが求められます。本資料では加工ダメージの影響が比較的小さなミクロトーム法を用いて毛髪断面を作製し、内部構造のAFM観察、および弾性率評価を行った事例を紹介します。 ミクロトーム法はゴム材料や生体試料等のソフトマテリアル分野で幅広く用いられている切削加工技術であり、本アプローチによってこれらの材料に対して内部構造の機械特性評価が可能となりました。 【測定法・加工法】 ［AFM］原子間力顕微鏡法 ［AFM-MA・AFM-DMA］機械特性評価（弾性率測定・動的粘弾性率測定) ウルトラミクロトーム加工 ※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
