ダイジェスト版
... Inspection, Measurement & Test
ナノトランジスタには最先端顕微鏡が不可欠
アレクサンダー・ブラウン
2004年8月に開催される顕微鏡関係の会議、Microscopy and Microanalysis 2004の招待講演において、米International SEMATECHとテキサス大学オースチン校の研究者は、ゲート長6nm程度と微細なトランジスタを動作させたという発表を行う1）。この長さは、文字通りナノワイヤーと呼ばれるサイズだ。信頼できる顕微鏡が必要となろうが、それはかなり難しいだろう。顕微鏡情報を理解する とはいえ、このことが起きるためには、顕微鏡の研究者や先端デバイスの研究者は互いに情報交換しなければならない。禁制された回折情報、例えば試料のバルクに起因しないデータ、はいい例だ。十数年前までHR-TEMは位相コントラスト結像技術として最高のものといわれ、TEM解析に使われる主流の結像方式だった。電子ビームは試料を突き抜け、結晶格子がそのビームを回折させる。ビーム収集システムは回折されたビームを受け取り、この回折されたビームを透過ビームに戻し、位相コントラスト像を得る。一般的に、これは干渉パターンを表しているため、結晶格子原子を干渉パターンに関連付けることになる。
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ナノサイズ構造のHR-TEM像を理解することは難しい。構造の寸法が、見ている像に強く影響するからである。極端に小さな3次元構造のために、禁制された回折反射が見えるだろう。試料がバルク･シリコン･トランジスタの断面部分なら禁制された回折反射は見られない。しかし、研究中のトランジスタを極めて薄いSOI上に作れば、ナノワイヤー･サイズのチャネルやゲートを見ることができるだろう。デバイスがTEM試料の厚さよりも小さな寸法になると、3次元トモグラフィ的な顕微鏡が不可欠になる。
図 ナノワイヤー構造と未来のゲート寸法
参考文献
