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測定原理： 3DAP法は、図1に示すように、針状の試料先端に高電界をかけ更に電圧パルスを印加またはレーザーパルスを照射して試料尖端の原子を電界蒸発によりイオン化します。試料から脱離したイオンはTOFアナライザを飛行し位置センサ（PSD: Position Sensitive Detector）で検出して質量と位置情報を得ることができます。 定性もしくは定量の組成情報と原子レベルの空間分解能（X, Y, Z）が得られる分析手法です。

応用例： 図2および図3は、32nm Siトランジスター実デバイスを3DAP法によって分析して得たデータです。図2はトランジスタチャンネル領域の3次元アトムマップを、図3はそのチャンネル領域のカーボンクラスターを解析した結果です。 解析結果からカーボン原子7.2±2.2個からなるサイズ5.3nm±3.4nm3 のクラスターが29個チャンネル領域に存在することがわかります。

３次元アトムプローブ法 3DAP 3 Dimensional Atom Probe

石川 アメテック（株） カメカ事業部

3DAP装置内

L

StopSignal

(X1,Y1,, t1)

ToF

PSD

HV pulse or laser shot=

Start signal

(X2,Y2, t2)

+V+V

図1 3DAPの概要

図2 トランジスタ チャンネル領域 3Dアトムマップ

図3 チャンネル領域 カーボンクラスター解析

・カーボンクラスター29個検出 ・クラスターサイズ: 平均5.3±3.4nm3 （ 7.2±2.2カーボン原子）

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