東芝は、LSI解析に用いる走査型拡がり抵抗顕微鏡(SSRM)の新技術として、デバイス性能を左右する電荷キャリアの分布を約1nmの精度で解析できる技術を開発したと発表した。新技術によって、不純物から生じる電荷キャリアの分布とデバイスのショート不良との関係を詳細に分析することが可能になるため、プロセスの改善につながるとしている。

　SSRMは、デバイスの断面に計測針を当てて内部抵抗を精査し、短時間で電荷キャリアの分布を二次元的に解析できる特徴を有するが、これまでのSSRM精度は約5nmが限界であった。45nm以降のLSIでは、不純物キャリア分布のわずかな差異がデバイスのリーク電流増大などにつながるため、チャネル部分の電荷キャリア濃度などを1nmレベルの精度で制御することが必要になる。新技術は、この精度限界を打開しており45nm世代以降のLSIへの適用が期待される。

　今回同社は、計測精度の低下につながる水蒸気の影響を防ぐため、真空状態で計測する手法を採用、計測針と試料の接触圧力を精密に制御した。さらに、計測制御や測定回路を最適化したことで、約1nmの精度解析を実現した。LSIデバイスの二次元電荷キャリア分布の計測において、高精度と高効率を両立することが可能であり、東芝ではすでに同成果を45nm以降のLSI開発に適用しているという。

　なお、新技術は、4月15日から米国アリゾナ州フェニックスで開催される半導体の信頼性に関する国際学会IRPS(International Reliability Physics Symposium)において講演発表される予定。