【測定法】SPM関連の製品一覧｜一般財団法人材料科学技術振興財団　MST

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一般財団法人材料科学技術振興財団　MST

設立昭和５９年８月１日（１９８４年）

住所東京都世田谷区喜多見1-18-6

電話03-3749-2525

最終更新日：2025/03/07

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【測定法】SPM関連

◆AFM（原子間力顕微鏡法） ◆SCM（走査型静電容量顕微鏡法） ◆SMM（走査型マイクロ波顕微鏡法） ◆SSRM（走査型広がり抵抗顕微鏡法） ◆SRA（広がり抵抗測定法）

［AFM］原子間力顕微鏡法

ナノスケールの凹凸形状を三次元的に計測

■使用する探針シリコン単結晶ウエハを加工して作られた鋭い探針で試料表面を走査します。先端径は10nm未満にまで加工されています。 ■タッピングモードタッピングモードは、探針を約300kHzの高周波で強制振動させ、試料表面を走査します。走査の過程で、探針が試料表面に近づくと探針の振動振幅は減少し、逆に遠ざかると増加します。この変化を打ち消して、ある一定の振動振幅を保つように探針の高さを制御しながら走査する方法です。探針の位置は、探針にレーザーを照射し、その反射光をフォトディテクタで検出することで行います。

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[SMM]走査型マイクロ波顕微鏡法

Scanning Microwave Microscopy

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。

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［SSRM］走査型広がり抵抗顕微鏡法

ナノメートルレベルでの局所抵抗測定が可能

■広がり抵抗とは試料にバイアス電圧を加えて、探針直下に存在するキャリアを探針に流入させ、その電流を対数アンプで増幅して、抵抗値として計測します。このとき、印加したバイアス電圧は、探針の直下で急激に減衰します。そのため、探針に流入できるキャリアは、探針の極近傍に存在するものに限られ、これを抵抗値として検出することになります。このような局所的な抵抗を広がり抵抗と呼びます。 ■ダイヤモンドコート探針 SSRM では、主に、ダイヤモンドコートされたシリコン製の探針を用います。この先端は数十nm 程度まで先鋭化されており、特に尖りの部分は数nmの鋭利さを持ちます。SSRMはこの微細な探針の直下のキャリアを検出するため、高分解能の計測が可能です。

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［SCM］［SNDM］

キャリア分布を二次元的に可視化

■電気容量変化によるキャリア分布の可視化探針と半導体との接触箇所はMOS構造となり、半導体表面の酸化膜の静電容量COxと半導体の静電容量CDが接続された系とみなすことができます。この系に対して高周波電圧VACを印加すると、合成容量Cが変動します。この変動は探針直下の半導体中のキャリアの振動によるものにほかならず、変動の大きさは探針直下のキャリア濃度に依存します。探針を走査させながら、合成容量Cの変動Cにより生じる高周波共振器の変調信号を測定することで、キャリアの分布を二次元的に可視化することができます。

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［SRA］広がり抵抗測定法

SRA：Spreading Resistance Analysis

斜め研磨した試料面に2探針を接触させ、直下の電気抵抗を測定します。校正用標準試料の測定値と比較する事で、測定した拡がり抵抗を比抵抗（Ω・cm）に換算します。さらに、比抵抗とキャリア濃度の関係を示すThurberの曲線を用いてキャリア濃度（/cm3）を算出します。なお、キャリア濃度と比抵抗には以下の関係があります。

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