3次元アトムプローブ解析事例集 19-054(2) 8 高分解能TEMによるFinFETの観察 CPU中のFinFETデバイスについて、直交する2方向(W方向・L方向)から高分解能TEMにて断面観察を行い ました。 約10nm幅のFinを含む薄片試料を正確に作製することで、High-k膜の形状やFinの形状を明瞭に 観察することができます。 3DAPによるFin内の元素分析 FinFET(Fin Field-effect transistor)の微細構造をTEMと3DAP(3次元アトムプローブ)を 用いて複合的に解析した事例をご紹介します。 W方向断面TEM像 L方向断面TEM像 10nm Fin Gate High-k 90度横から観察 10nm High-k Fin SiO2 High-k Gate Fin W方向断面 L方向断面 3DAPを用いてFin内の不純物の有無や元素の特定ができました。 さらに詳細解析を行うことで、その分布や 濃度についても明確にすることが可能です。 PMOSの3DAP像 60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 (nm) STI STI Si基板 Fin ●Si ●O ●Hf ●Ti Hig + h-k Metal gate Mass-to-Charge-State Ratio (Da) 12 10 6 赤枠の領域内の不純物は 検出限界以下でした 150 250 350 50 4 8 Count TEMと3DAPによるFinFETデバイスの分析 TEM and ATP Analysis of FinFET 赤枠の領域内から 11Bが検出されました 12 10 6 4 8 Mass-to-Charge-State Ratio (Da) Count 150 250 350 50 Fin型トランジスタの模式図 SiO2 3DAP NMOSの3DAP像 30 20 10 0 40 0 20 40 60 80 Si基板 STI STI Fin (nm) ●Si ●O ●Hf ●Ti Hig + h-k Metal gate 100 120 C++ Si+++ C++ Si+++ B+ Fin底部のマススペクトル Gate High-k Fin Fin型トランジスタの模式図
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