The origin of contrast in the imaging of doped areas in silicon by slow electrons

0043926 - ÚPT 2007 RIV US eng J - Journal Article
Frank, Luděk - Müllerová, Ilona - Valdaitsev, D. - Gloskovskii, A. - Nepijko, S. - Elmers, H. - Schönhense, G.
The origin of contrast in the imaging of doped areas in silicon by slow electrons.
[Původ kontrastu v zobrazení dopované oblasti křemíku pomocí pomalých elektronů.]
Journal of Applied Physics. Roč. 100, č. 9 (2006), 093712:1-5. ISSN 0021-8979. E-ISSN 1089-7550
R&D Projects: GA ČR GA202/04/0281
Institutional research plan: CEZ:AV0Z20650511
Keywords : PEEM * dopant contrast * silicon * semiconductors
Subject RIV: JA - Electronics ; Optoelectronics, Electrical Engineering
Impact factor: 2.316, year: 2006

The importance of high resolution imaging of dopant contrast in semiconductor structures parallels the continuous increase in the degree of their integration and complexity, and in the size of substrates. Some scanning electron microscopy modes show moderate contrast between differently doped areas, but its detailed interpretation remains questionable, in particular as regards measurement of the dopant concentration. Photoemission spectro-microscopy on silicon substrates with patterns of opposite-type dopants suggests that the p/n contrast is primarily related to local differences in the absorption of hot electrons along their trajectory toward the surface. This explanation is also expected to be valid in the interpretation of image contrasts formed by secondary electrons or very slow backscattered electrons. Wide-field PhotoEmission Electron Microscopy (PEEM) has proved itself a fast imaging method providing large p-n contrast and the prospect of high-level resolution.

Důležitost zobrazit s vysokým rozlišením kontrast dopantů v polovodičových strukturách roste spolu s trvale se zvyšujícím se stupněm integrace a složitosti a zvětšujícími se rozměry substrátů. Některé režimy rastrovacího elektronového mikroskopu ukazují jistý nevelký kontrast mezi různě dopovanými oblastmi, nicméně podrobná interpretace obrazu zůstává spornou, zejména pokud jde měření koncentrace dopantu. Fotoemisní spektromikroskopie na křemíkových substrátech s obrazci dopovaných oblastí opačného typu naznačuje, že p/n kontrast se primárně vztahuje k místním rozdílům v absorpci horkých elektronů podél jejich trajektorie k povrchu. Toto vysvětlení se předpokládá rovněž v případě interpretace obrazů v signále sekundárních elektronů a velmi pomalých zpětně odražených elektronů. Přímo zobrazující fotoemisní elektronová mikroskopie (PEEM) se osvědčila jako rychlá zobrazovací metoda poskytující vysoký p-n kontrast a možnosti dosažení vysokého rozlišení obrazu.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0136817