JPH0888258A

JPH0888258A - 半導体材料の電気特性評価方法

Info

Publication number: JPH0888258A
Application number: JP22224894A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamaguchi; 博山口; Masahiko Yoshiki; 昌彦吉木; Hideyuki Sasaki; 秀幸佐々木; Miyuki Takenaka; みゆき竹中
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1996-04-02
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: JP3300545B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ＬＳＩ、ＵＬＳＩなどのパターン化された微
小動作領域の電気特性を直接測定する。【構成】この発明の半導体材料の電気特性評価方法
は、半導体材料片の表面又は断面の動作領域に微小な探
針を持つプローブを接触させて電流測定ができるように
半導体材料片を試料載置台に載置する。一方、電子銃や
イオン銃などの荷電粒子源を動作領域付近に電流を与え
ることができるように配置し、電子ビーム又はイオンビ
ームを動作領域又はその近傍に的を絞って照射する。そ
して与えられた電流の一部がプローブの探針に流れるよ
うに探針を動作領域に相当する部位に接触させて走査し
て電流を測定し、動作領域内での電流の変化を検出す
る。こうして検出される電流の変化は動作領域の電気抵
抗値に依存するので、動作領域の抵抗値分布の評価がで
き、さらに電気抵抗値から換算して不純物濃度が推定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体材料の電気特
性評価方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＬＳＩ、ＵＬＳＩなどの半導体装
置の製造プロセスでは、半導体材料の表面層の微小な領
域を動作領域として用いるために、フォトエッチングな
どの微細加工技術によってパターン化された半導体基板
材料のきわめて微小な限定された領域にイオン注入や表
面からの熱拡散などによって不純物を添加し、さらに拡
散や添加された不純物を電気的に活性化させるために再
度、熱処理を加えることによりソースやドレインなどの
形成された半導体素子を得ている。図６はこのようにし
て製造された半導体素子の一例を示しているが、半導体
基板（ベース）１にｐ⁺やｎ⁺層などの動作領域２が形
成され、さらに保護酸化膜としての燐シリケートガラス
膜（ＰＳＧ）３、電極としてのアルミニウム層４が形成
された構造となっている。

【０００３】ところで一般に、ＬＳＩ，ＵＬＳＩなどの
半導体装置では、ソースやドレインなどの動作領域（図
６で、ｐ⁺やｎ⁺層などの動作領域２に相当する）の大
きさは、例えば、１６ＭＢのランダムアクセスメモリ
（ＤＲＡＭ）では１μｍ以下のサイズであり、集積度が
向上するにつれて動作領域の大きさは小さくなる。

【０００４】他方、ＬＳＩ，ＵＬＳＩなどの半導体装置
の製造、開発に当たっては、動作領域のサイズや電気抵
抗値、キャリア濃度などの電気特性の精密な制御が不可
欠であり、動作領域が小さくなるにつれてますますその
制御の精密さが必要になり、それに答えるために半導体
材料の電気特性の評価、見積もりの正確さが必要になっ
てきている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体材料
において上述のように不純物を添加した動作領域では、
数１０ｎｍ〜１μｍの長さ、幅、深さの範囲で比抵抗や
キャリア濃度が変化する。この比抵抗が変化する大きさ
又は深さ、さらには比抵抗の深さ方向の変化の程度によ
って最終的に製造される半導体装置の動作特性が異なる
ため、前記比抵抗の変化を制御することが半導体素子の
設計、製造上、不可欠となる。すなわち、半導体装置の
製造工程においては、使用される半導体材料（半導体基
板）について、ｎｍオーダの程度で表面近傍の動作領域
における比抵抗の変化を見積もることが不可欠である。

【０００６】しかしながら、ＬＳＩ、ＵＬＳＩなどの半
導体装置の動作領域の比抵抗の変化を直接測定する手段
は現在までのところは知られておらず、半導体材料の電
気特性評価には、従来、不純物の注入や熱拡散などの製
造プロセスに対して、コンピュータ上でシミュレーショ
ンを行うことによって推定する方法がとられていた。そ
して、このシミュレーションの正確さを裏付ける手段と
して、動作領域の深さ方向の比抵抗を測定する直接法
と、添加された不純物の濃度分布を測定することによっ
て推定する間接法が用いられてきたが、これらの場合、
実際の半導体装置のようにパターン化しない大面積の試
料に不純物を拡散させた試料を試験的に作成し、測定す
る場合が多く、ＬＳＩ、ＵＬＳＩなどの半導体装置のよ
うな１μｍの領域に不純物を添加し拡散させたときの横
方向を含めた３次元的な不純物分布や比抵抗分布を評価
することはできなかった。

【０００７】例えば、間接法では、オージェ電子分光法
や二次イオン質量分析法などの表面分析装置を用いるこ
とにより、不純物の分布を深さ方向にはｎｍオーダーの
精度で測定できるが、横方向には０．１μｍが限界であ
って、しかも０．００１％〜０．０００１％の低濃度の
拡散領域の評価を行うには感度も不足していた。

【０００８】さらに、動作領域に存在する不純物がすべ
て電気伝導に関与しているとは限らず、一部はいわゆる
電気的に不活性な状態で存在する場合があり、真の比抵
抗分布が得られる保証がないという問題点もあった。

【０００９】これに対して、比抵抗を直接測定する方法
としては２探針法や４探針法、広がり抵抗法などが知ら
れている。これらの方法はいずれも、半導体材料に流れ
る電流を測定するか、あるいは相対する２端子間の電圧
を測定することによって比抵抗を測定するものである
が、これらの測定方法では、測定精度が探針の直径より
も小さくはなり得ず、現状では数１０μｍが限界であ
り、したがって、１μｍ以下の素子の集合体であるＬＳ
ＩやＵＬＳＩなどの半導体装置の電気特性を評価するこ
とは不可能であった。

【００１０】一方、近年開発された走査プロープ顕微鏡
は原子オーダーで試料の表面形態を観察することができ
ると共に、試料の電子状態の評価も行うことができるた
め、半導体材料を始めとして各種の材料表面の原子オー
ダーでの形態評価に利用されるようになっている。この
走査プローブ顕微鏡による材料表面の評価方法は、尖鋭
化した探針を試料のごく近傍に近づけ、試料から流れる
トンネル電流を検出する方法、あいるは探針を試料に接
触させ、試料の凹凸による探針の振れを高感度な光検出
計によって検出することによって原子オーダーで試料の
表面形態を観察する方法であり、位置分解能は極めて高
いものである。

【００１１】ところが、前者の方法を実行するために用
いられる走査プロープ顕微鏡は特に走査トンネル顕微鏡
と呼ばれるものであるが、これによって計測される電流
は探針直下の材料表面の電子状態を反映するもので、材
料自体の電気抵抗を測定することはできない。

【００１２】また後者の方法を実行するために用いられ
る走査プローブ顕微鏡は特に原子間力顕微鏡と呼ばれる
ものであり、試料に直接探針を接触させることから原理
的には広がり抵抗法と同様であるが、探針が尖鋭化され
ているのでｎｍ以下のオーダーの分解能で比抵抗を評価
できる。しかしながら、この場合、２探針法や４探針法
などの巨視的な方法と異なり、１００万個を超えるパタ
ーン化された微小な素子のうちの特定の部位の比抵抗を
測定することを目的としてその部位に電流供給を行うこ
とが難しく、加えて、半導体材料の表面が酸化膜などの
絶縁膜で覆われているために直接的に絶縁膜下あるいは
絶縁膜間の素子の評価を行うことが困難であり、これま
で半導体材料の電気特性の評価に実用化されていなかっ
た。

【００１３】この発明はこのような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、ＬＳＩ、ＵＬＳＩなどの半導体装置
のように１μｍ以下の動作領域を持つ半導体材料のその
微小動作領域の局所的な抵抗値の変化を容易に、かつ高
精度に検出してその半導体材料の電気特性の評価に利用
できる半導体材料の電気特性評価方法を開示することを
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明の半導体材料の
電気特性評価方法は、移動、位置調整が可能な載置台に
半導体材料を載置し、半導体材料の所定の部位に荷電粒
子を連続的に供給し、半導体材料の任意の部位を探針に
よって接触させて走査し、荷電粒子によって半導体材料
に供給される電流の一部を探針によって計測し、同時に
半導体のベース部分からのアース電流を計測し、探針の
接触部位各々における当該探針によって計測される電流
値とアース電流値との電流比を求めるものである。

【００１５】

【作用】この発明の半導体材料の電気特性評価方法で
は、半導体材料片の表面又は断面の動作領域に微小な探
針を持つプローブを接触させて電流測定ができるように
半導体材料を試料載置台に載置する。一方、電子銃やイ
オン銃などの荷電粒子源を動作領域付近に電流を与える
ことができるように配置し、電子ビーム又はイオンビー
ムのような荷電粒子を動作領域又はその近傍に的を絞っ
て照射する。そして与えられた電流の一部がプローブの
探針に流れるように探針を動作領域に相当する部位に接
触させて走査し、電流を測定する。このプローブとして
は接触面積が数１０ｎｍ以下に小さくでき、かつ探針と
試料との接触圧力を一定に保つ機構を有する走査プロー
ブ顕微鏡などが適当であるが、探針は動作領域を含む所
定の部位を走査することができるような構造にして、動
作領域内での電流の変化を検出する。

【００１６】こうして検出される電流の変化は動作領域
の電気抵抗値に依存するので、動作領域の抵抗値分布の
評価ができ、さらに電気抵抗値から換算して不純物濃度
が推定できる。

【００１７】電流源として用いる荷電粒子は、電子ビー
ムでもイオンビームでもよい。またいずれも走査顕微鏡
としての機能を持たせることにより半導体材料の測定部
位の選択及び走査プローブ顕微鏡の探針と測定部位との
位置合わせを容易に行うことができる。

【００１８】またイオンビームを用いる場合、半導体材
料の基板内へのイオンの侵入深さを数ｎｍ以下にするこ
とができるので、浅い動作領域の場合にはより精密な測
定ができると共に、動作領域をエッチングしながら各深
さごとに電流測定する方法をとることによって３次元の
評価も可能となる。他方、電子ビームを用いる場合、侵
入深さは深くなるが、電子ビーム径を１ｎｍ程度に絞る
ことができるので平面の抵抗分布を精密に測定すること
ができる。そして、両者を組み合わせて使用すれば、さ
らに精度の高い測定が可能となる。

【００１９】また荷電粒子源として上記のような電子ビ
ームやイオンビームなどの荷電ビームの他に、半導体材
料の所定の部位に別の探針を接触させてその探針を通し
て電流を送り込むこともできる。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。図１はこの発明の一実施例に使用する半導体材料
の電気特性評価装置を示しており、ピエゾアクチュエー
タとステッピングモータ６によってＸ，Ｙ（図１の紙面
に垂直な方向），Ｚの３次元方向の微動、粗動ができる
試料載置台７および、導電性探針８を有し、試料表面の
凹凸を検出する光学検出系９を備えた走査プローブ顕微
鏡システム１０と、試料の特定の部位に電荷を与える電
子ビーム照射システム１１と、同じく試料の特定の部位
に電荷を与えるイオンビーム照射システム１２と、これ
らの各構成機器を総括してコントロールするためにマイ
クロコンピュータで構成されるコントロールシステム
（ＣＰＵ）１３と、この装置に操作指令を入力する入力
装置１４と、監視操作を行うための表示装置１５から構
成されている。

【００２１】試料載置台７は試料１６を水平又は垂直の
いずれの方向にも保持することができ、ステッピングモ
ータ６によってＸ，Ｙ，Ｚ方向のμｍオーダーまでの粗
動を行うことにより試料１６の特定部位へ探針８が接触
するように位置合わせするためにステップスキャンコン
トローラ１７を備え、さらにピエゾアクチュエータ５に
よってＸ，Ｙ方向のオングストローム（１．０×１０
^-10ｍ）オーダーの精密スキャンのためのＸ−Ｙスキャ
ンシステム１８と、光学検出系９と連動してＺ方向の制
御を行うためのＺ軸コントローラ１９を備え、この走査
プローブ顕微鏡システム１０によって原子オーダーでの
形状観察と位置決め及び探針の接触圧力の調整を行うこ
とができるようになっている。

【００２２】また走査プローブ顕微鏡システム１０は探
針８の先端を試料１６に接触させることによって電流を
検出する電流検出装置２０を備えており、同時に試料載
置台７は試料１６の底面又は任意の部分を接地して試料
１６に供給される電流のうち、特定の部分、例えば半導
体ベース部分からアースに流れ出る電流を計測するアー
ス電流検出装置２１も備えている。

【００２３】電子ビーム照射システム１１、イオンビー
ム照射システム１２はビーム直径がnmのオーダーで収束
する精度を備え、偏向電極によってビームの操作を行う
ことにより、試料１６と走査プローブ顕微鏡１０の探針
８との拡大映像が得ることができる。この電子ビーム照
射システム１１、イオンビーム照射システム１２は走査
プローブ顕微鏡システム１０の探針８の向く方向に対し
て０〜１８０°の方向に配置され、試料１６の表面の動
作領域の観察と位置確認を行い、さらにイオンビーム照
射システム１２は試料１６の表面をエッチングすること
ができる配置にされている。この場合、試料１６の表面
観察を容易にするため、またそれらの電子ビーム、イオ
ンビームの収束性の良さ、位置合わせの容易さを考慮し
て、電子ビーム照射システム１１では電子ビームが探針
８の向きに対して３０〜９０°の範囲となるように設定
し、イオンビーム照射システム１２の方は６０〜９０°
となるように設定することが好ましい。

【００２４】コントロールシステム１３は試料載置台７
のステッピングモータ６のコントロール、ピエゾアクチ
ュエータ５のＸ−Ｙ駆動、試料１６の凹凸に応じた探針
８の振れを検出する光学検出系９と振れの大きさに応じ
て試料１６を上下させるピエゾアクチュエータ５による
Ｚ軸サーボ、探針８及び試料載置台７を通して流れる電
流量の計測、電子ビーム照射システム１１、イオンビー
ム照射システム１２より発せられた電子ビーム、イオン
ビームそれぞれの走査をコントロールし、これらを統括
して試料１６の断面又は表面における動作領域の２次元
又は３次元での比抵抗分布あるいは容量分布を測定する
各種の制御演算処理を実行する。

【００２５】次に、上記の半導体材料の電気特性評価装
置により実行される電気特性評価方法について説明す
る。図２に拡大して示すように、試料載置台７上に半導
体材料の試料１６を載置して位置決めする。試料１６は
ベース１６Ａに斜線を施して示した動作領域のうちの抵
抗変化領域１６Ｂが形成され、表面に電極１６Ｃが形成
された構造である。そしてこの試料１６の動作領域の深
さ方向の電気特性を測定すべく、半導体素子を劈開した
断面に探針８を接触させて走査する位置関係に設定して
ある。

【００２６】走査プローブ顕微鏡システムの探針８は導
電性のカンチレバー２３によって支持されており、探針
８とカンチレバー２３を通って流れる電流を電流検出装
置２０で検出し、同時に電圧検出装置２４で電圧を検出
し、これと共に、半導体ベース１６Ａからアース２５に
流れる電流も電流検出装置２１で検出するように設定し
ている。

【００２７】このように配置した状態で電子ビーム照射
システム１１又はイオンビーム照射システム１２から荷
電ビーム２２を出射させ、これを試料１６の表面の動作
領域の近傍の位置に収束するように照射する。これによ
って、試料１６の表面の配線又は電極１６Ｃを通して、
あるいは配線又は電極１６Ｃを通さずに直接動作領域１
６Ｂを含む試料に電荷が供給される。

【００２８】この電荷は一時的に試料１６の表面に蓄積
し、局所電位差が発生するが、この電位差は荷電粒子の
電流密度と半導体試料１６の動作領域１６Ｂなどの不均
質領域の比抵抗によって大きさが異なる。そこで荷電ビ
ームの照射によって試料１６の表面に供給された電荷
は、上記の電位差によって形成された電位勾配にしたが
って電流として流れ、試料１６のベース１６Ａ及び走査
プローブ顕微鏡システム１０の探針８より外部に流れ出
るが、これらの電流を電流検出装置２０，２１によって
測定し、その電流比から動作領域１６Ｂの比抵抗を求め
ることができる。また、走査プローブ顕微鏡システム１
０の探針８を電圧検出装置２４の端子として用いること
によって動作領域１６Ｂの電位も測定することができ
る。

【００２９】次に、試料載置台７のピエゾアクチュエー
タ５で走査プローブ顕微鏡システム１０を走査させるこ
とにより、Ｘ−Ｙ２次元での比抵抗の分布及び電位分布
を計測することができる。ここで、試料１６の取付位置
を変更することによって試料１６の表面を測定すること
もできる。なお、試料１６の表面を測定する場合には、
イオンビーム照射システム１２によって試料１６の表面
をエッチングして電極１６Ｃや酸化膜を除去し、動作領
域１６Ｂを露出させてその領域の比抵抗の分布を測定す
ることになる。

【００３０】この比抵抗の算出例について、電流経路を
近似的に等価回路に置き換えて示す図３に基づいて説明
する。この等価回路において、Ｅは荷電粒子の供給によ
って発生した試料１６の表面の局所電位、Ｉは荷電粒子
の電流量、ｉｂは試料１６のベース１６Ａを通って流れ
る電流、ｉｓは走査プローブ顕微鏡１０の探針８を通っ
て流れる電流、ｒｉは荷電ビームの照射点における電流
拡散にかかわる抵抗値で接触抵抗に相当する。ｒｂは試
料１６のベース１６Ａの比抵抗、ｒｄは動作領域１６Ｂ
の比抵抗で探針８の接触する部位によって異なる値を持
つ。ｒｓは探針８の接触抵抗、ｒｐは走査プローブ顕微
鏡システム１０の探針８及びカンチレバー２３の抵抗で
ある。

【００３１】これらの電圧、電流、抵抗の間には、ｉｓ／ｉｂ＝ｒｂ／（ｒｄ＋ｒｓ＋ｒｐ）…（１）の関係式が成立する。

【００３２】ここで、ｒｓはひろがり抵抗で、ｒｓ＝ｐ／２πａで表される。ここでｐは動作領域１６Ｂにおける探針が
接触している部分の比抵抗であり、ａは探針先端におけ
る試料表面に接触した部分の曲率半径である。曲率半径
ａは１０ｎｍ以下ときわめて小さいので、ｒｓ＞＞ｒ
ｄ，ｒｐとなり、（１）式は以下のように近似できる。

【００３３】ｉｓ／ｉｂ＝ｒｂ／ｒｓｒｂは試料１６によって一律に決定される。またｒｓに
おける接触半径ａは、走査プローブ顕微鏡の探針８の接
触圧力をピエゾアクチュエータ５のＺ軸コントロールに
よって一定に保つことにより、常に一定の値に保持でき
る。したがって、電流比ｉｓ／ｉｂは試料１６の動作領
域１６Ｂの比抵抗ｐの変化によってのみ変わり、電流比
を測定することによって動作領域１６Ｂの比抵抗分布を
求めることができる。

【００３４】なお、荷電ビーム２２として電子ビーム、
イオンビームいずれを用いることもできるが、電子ビー
ムの場合には半導体試料１６への侵入深さが深くなり、
イオンビームに比べて１００〜１０００倍深いので、測
定部位によっては電子ビームの侵入深さが動作領域１６
Ｂを通り越してしまう可能性がある。一方、イオンビー
ムの場合には侵入深さは浅いが電子ビームに比べて照射
部位を絞り込めない欠点がある。そこで測定対象によっ
て使い分けを行うことが好ましい。すなわち、浅い動作
領域ではイオンビームを使用し、深くて狭い動作領域で
は電子ビームを用いることができる。

【００３５】＜＜具体例＞＞次に、図１に示した装置に
よって行った、Ｓｉ基板に形成されたｐ型ドープ層の比
抵抗の測定結果を示す。測定した動作領域はｎ型Ｓｉウ
ェーハにホウ素Ｂをイオン注入で添加し、熱処理を行っ
て活性化し、深さ３００ｎｍ、幅約１μｍの動作領域を
形成し、その上にＡｌ電極を付けたものである。Ｓｉ基
板の比抵抗は約２００Ω・ｃｍで、動作領域の比抵抗は
数Ω・ｃｍと推定される。この領域の断面の抵抗率の分
布を次にようにして測定した。

【００３６】まず、動作領域の断面が現れるように試料
を劈開により破断し、破断面が走査プローブ顕微鏡の探
針に向くように試料載置台に載置した。このとき、破断
面が試料載置台の先端よりもわずかに突出するように試
料を載置し、走査プローブ顕微鏡システムの探針が破断
面に接触することができるようにする。

【００３７】次に、試料室（図１において一点鎖線で囲
んだ部分）を真空に排気し、その後、イオンビームを発
生させ、破断面をスパッタエッチングすることによって
表面の酸化層を除去し、接触抵抗を低下させた。この場
合、イオンビームには１０ＫｅＶのエネルギで直径１μ
ｍφに絞り込んだＡｒ⁺イオンを用いた。

【００３８】続いて、電子ビームを発生させ、電子顕微
鏡で観察しながらステッピングモータで試料を移動さ
せ、走査プローブ顕微鏡システムの探針が測定部位近傍
に来るように位置合わせを行い、走査プローブ顕微鏡シ
ステムで測定部位の表面形状を観察して電流測定に支障
を来す極端な凹凸などのないことを確認し、その後、電
子ビームの照射位置を測定部位よりわずかに離れた地点
に固定し、ピエゾアクチュエータのＺ軸コントロールに
よって走査プローブ顕微鏡システムの探針の接触圧力を
一定に保ちながら、Ｘ−Ｙ方向の電流測定を行った。

【００３９】このとき、電子ビームは、加速電圧５Ｋ
Ｖ、電流量２０ｎＡで、約１０ｎｍφに収束させた。ま
た走査プローブ顕微鏡システムの探針はｎ型Ｓｉ結晶の
円錐状で、直径１０μｍφ、高さ２０μｍ、円錐先端の
曲率半径が１０ｎｍ以下のものを用いた。

【００４０】以上の条件で測定した結果は図４及び図５
に示すようなものであった。いずれも縦軸に走査プロー
ブ顕微鏡システムの探針に流れる電流量と基板ベースに
流れる電流量との比ｉｓ／ｉｂをとり、測定位置に対し
てプロットしてある。図４は半導体試料の動作領域断面
の中央付近の深さ方向の電流比の分布を示しているが、
比電流が約３００ｎｍ（０．３μｍ）付近で急激に低下
しており、これから抵抗値が急激に増大していることを
知ることができ、動作領域の深さが３００ｎｍであるこ
とを確認することができた。同様に、図５は水平方向の
電流比の変化であり、電流がよく流れる領域が約１μｍ
であることから、動作領域の幅が約１μｍであることを
確認することができた。

【００４１】上述のようにこの実施例によれば、従来困
難であったパターン化されたＬＳＩ、ＵＬＳＩなどの半
導体材料の微小領域の比抵抗の３次元的な変化をｎｍオ
ーダーの精度で測定することができ、（１）パターン化
された微小な領域の比抵抗の分布が測定でき、さらにそ
の結果から、電気特性にかかわるキャリア濃度の見積も
り、ＩＣ，ＬＳＩ，ＵＬＳＩなどの半導体装置の設計、
プロセスの開発、製造、製品管理にきわめて有効に利用
することができ、しかも、（２）化学エッチングや研磨
などの前処理を行うことなく、イオンビーム照射システ
ムを使用して試料の測定対象表面のエッチングを行い、
その後、その部分の比抵抗の分布の測定ができ、半導体
材料の電気特性の評価の手数、時間を大幅に短縮でき
る。

【００４２】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、従来困
難であったパターン化されたＬＳＩ、ＵＬＳＩなどの半
導体材料の微小領域の比抵抗の３次元的な変化をｎｍオ
ーダーの精度で測定することができ、半導体材料の製造
プロセスの評価にきわめて有効に利用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に使用する半導体材料の電
気特性評価装置の機能ブロック図。

【図２】上記装置の使用状態を示す拡大図。

【図３】上記装置による電気特性評価の等価回路図。

【図４】上記装置により測定した半導体試料の断面方向
の比電流特性を示すグラフ。

【図５】上記装置により測定した半導体試料の表面方向
の比電流特性を示すグラフ。

【図６】一般的な半導体材料の構造断面図。

【符号の説明】

５試料載置台６ステッピングモータ７ピエゾ素子位置決め装置８探針９光学検出系１０走査プローブ顕微鏡システム１１電子ビーム照射システム１２イオンビーム照射システム１３コントローラ１４入力装置１５表示装置１６試料１６Ａベース１６Ｂ動作領域１６Ｃ電極１７ステップスキャンコントローラ１８Ｘ−Ｙスキャンシステム１９Ｚ軸コントローラ２０電流検出装置２１電流検出装置２３カンチレバー２４電圧検出装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹中みゆき神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動、位置調整が可能な載置台に半導体
材料を載置し、前記半導体材料の所定の部位に荷電粒子を連続的に供給
し、前記半導体材料の任意の部位を探針によって接触させて
走査し、前記荷電粒子によって前記半導体材料に供給される電流
の一部を前記探針によって計測し、同時に前記半導体の
ベース部分からのアース電流を計測し、前記探針の接触部位各々における当該探針によって計測
される電流値と前記アース電流値との電流比を求めるこ
とを特徴とする半導体材料の電気特性評価方法。