GB/T 43661-2024 表面化学分析 扫描探针显微术 用于二维掺杂物成像等用途的电扫描探针显微镜(ESPM,如SSRM和SCM)空间分辨的定义和校准

ICS7104040

CCSG.04.

中华人民共和国国家标准

GB/T43661—2024/ISO130832015

:

表面化学分析扫描探针显微术

用于二维掺杂物成像等用途的

电扫描探针显微镜ESPM如SSRM和

(,

SCM空间分辨的定义和校准

)

Surfacechemicalanalysis—Scanningprobemicroscopy—

Standardsonthedefinitionandcalibrationofspatialresolutionofelectrical

scanninrobemicroscoesESPMssuchasSSRMandSCMfor

gpp()

2D-dopantimagingandotherpurposes

ISO130832015IDT

(:,)

2024-03-15发布2024-10-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T43661—2024/ISO130832015

:

目次

前言

…………………………Ⅲ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

符号和缩略语

4……………1

基本信息

5…………………2

锐边法测量横向分辨

6SCM……………4

锐边法测量空间分辨

7SSRM……………7

附录资料性分辨测量示例

A()SCM……………………9

附录资料性分辨测量示例

B()SSRM…………………11

参考文献

……………………13

Ⅰ

GB/T43661—2024/ISO130832015

:

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件等同采用表面化学分析扫描探针显微术用于二维掺杂物成像等用途

ISO13083:2015《

的电扫描探针显微镜如和空间分辨的定义和校准

(ESPM,SSRMSCM)》。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由全国微束标准化技术委员会提出并归口

(SAC/TC38)。

本文件起草单位中山大学广东工业大学暨南大学

:、、。

本文件主要起草人龚力杨慕紫陈瑜张浩谢伟广谢方艳丁喜冬陈建

:、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T43661—2024/ISO130832015

:

表面化学分析扫描探针显微术

用于二维掺杂物成像等用途的

电扫描探针显微镜ESPM如SSRM和

(,

SCM空间分辨的定义和校准

)

1范围

本文件描述了用于测量扫描电容显微镜或扫描扩展电阻

(scanningcapacitancemicroscope,SCM)

显微镜空间横向分辨的方法该方法涉及使用锐

(scanningspreadingresistancemicroscope,SSRM)(),

边的器件这种显微镜广泛应用于半导体器件的载流子分布成像和其他电学特性的测量

。2。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

表面化学分析词汇第部分扫描探针显微术术语

ISO18115-22:(Surfacechemicalanalysis—

Vocabulary—Part2:Termsusedinscanning-probemicroscopy)

注表面化学分析词汇第部分扫描探针显微术术语

:GB/T22461.2—20232:(ISO18115-2:2021,MOD)

3术语和定义

界定的以及下列术语和定义适用于本文件

ISO18115-2。

31

.

电扫描探针显微术electricalscanningprobemicroscopyESPM

;

采用导电探针测量材料电学特性例如电容电阻电场等的扫描探针显微术

(、、)。

32

.

接触模式contactmode

通过调整探针和样品的相对高度使探针尖端在样品表面进行扫描的模式探针和样品之间始终存

,,

在排斥力

。

注此模式分为恒高模式或恒力模式

:。

来源

[:ISO18115-2:2013,6.35]

4符号和缩略语

下列符号和缩略语适用于本文件

。

交流

AC:(alternatingcurrent)

原子力显微术

AFM:(atomicforcemicroscopy)

直流

DC:(directcurrent)

1

GB/T43661—2024/ISO130832015

:

电扫描探针显微术

ESPM:(electricalscanningprobemicroscopy)

金属绝缘体半导体

MIS:--(metal-insulator-semiconductor)

金属氧化物半导体

MOS:--(metal-oxide-semiconductor)

扫描电容显微术

SCM:(scanningcapacitancemicroscopy)

二次离子质谱

SIMS:(secondaryionmassspectroscopy)

扫描探针显微术

SPM:(scanningprobemicroscopy)

扫描扩展电阻显微术

SSRM:(scanningspreadingresistancemicroscopy)

信噪比

S/N:(signaltonoiseratio)

透射电子显微镜

TEM:(transmissionelectronmicroscope)

二维

2D:(twodimension)

x的空间分辨

Δ:ESPM(spatialresolutionofESPM)

5基本信息

51背景信息

.

是扫描探针显微镜家族的一个分支通过一根导电探针对样品表面的电学或者电子特性进

ESPM,

行成像由于该导电探针在接触模式下对样品表面扫描因此其横向分辨与探针针尖的几何尺寸和形

。,

状密切相关目前探针针尖的尺寸能够小到几纳米从而能够实现小于的空间分辨高分辨

。,,10nm。

的图像使在纳米尺度研究半导体器件载流子的二维分布得以实现

ESPM。

52适用对象

.

有很多类型由不同的电学表征方法进行分类本文件仅适用于和

ESPM,。SCMSSRM。

521扫描电容显微镜

..

扫描电容显微术是扫描探针显微术的一种形式其通过一根导电探针与样品表面发生接

(SCM),

触并施加交流偏压对样品表面进行扫描表征在样品表面上样品与探针之间静电电容的变化

,,。SCM。

使用的探针是由蚀刻硅其表面通常镀有或合金制成的超尖导电探针当样品是表

SCM(Pt/IrCo/Cr),

面存在自然氧化层的半导体材料时探针针尖与样品形成一个金属绝缘体半导体结构的

,--(MIS/MOS)

电容器当导电探针与样品表面接触并施加交流电压时能够使用吉赫兹谐振电容传感器测量

。,(GHz)

表面上所产生的电容变化然后在该接触模式下探针在样品表面进行x轴和轴方向上的扫描

。,y。

当给镀金属层的导电探针或样品施加交流电压时探针之下样品表层区域内的载流子会交替累积

,

和耗尽从而改变针尖样品的电容加载电压下电容变化的大小振幅给出了载流子浓度的信

,-。(SCM)

息而电容变化和施加交流偏压之间的相位差相位则用于判断载流子导电类型[2]

,(SCM)。

522扫描扩展电阻显微镜

..

随着半导体元器件的尺寸逐步缩小至以下开发具有极高空间分辨的载流子二维分布信

100nm,

息的新技术变得极具挑战性扫描扩展电阻显微术就是其中一项有前景的新技术

。(SSRM)。

是近几年在原子力显微术的基础上发展起来的一项技术用于探测半导体器件的二

SSRM(AFM),

维电阻率和载流子分布利用一根微小的导电探针与样品表面接触测量扩展电阻这一电阻与

。SSRM,

局域电阻密切相关通过对样品剖面进行扫描给出局域扩展电阻的二维分布图其空间分辨与所用探

。,,

针针尖曲率半径通常为有关的主要优点在于其具有相对稳定性相对于扫描

(5nm~15nm)。SSRM,

电容显微术而言其对样品表面状态相对不敏感因此表现出极佳的重现性还得益于优异的动

,,。SSRM

2