Komunikaty PR

Non-contact and nanometer-scale measurement of shallow PN junction depth buried in Si wafers

2025-06-22  |  01:55:05
Figure | Concept of the non-contact inspection on the PN junction depth.

a, Schematic illustration of the buried channel transistor structure. b, THz emission from the PN junction. Ultrafast photocarrier transport due to the built-in electric field (drift current) generates the THz electromagnetic waves at the PN junction. c,

GA, UNITED STATES, June 21, 2025 /EINPresswire.com/ -- An international research group successfully measured, with a nanometer resolution, the depth of PN junctions varied in a Si wafer in a non-destructive and non-contact manner by observing the THz waves generated by irradiating a Si wafer with a femtosecond laser. The technique will open new avenues for developing advanced semiconductor devices, such as 3D LSI, and provide a comprehensive measurement solution that enables non-contact testing in semiconductor manufacturing.

Si LSI manufacturing technology is essential as the foundation of modern society. However, there was no wafer-scale technology for rapid, non-destructive, and non-contact evaluation of the internal electric field distribution, carrier transport characteristics, defects, and high-speed response of devices, which are being miniaturized and made three-dimensional to achieve high-density integration of electronic devices.

In a new paper published in Light: Science & Applications, an international team of scientists from Okayama University, Rice University, the Samsung Japan Research Institute Group, and the Samsung Electronics Group, led by Professor Masayoshi Tonouchi from Research Institute for Interdisciplinary Science, Okayama University, Japan, has developed a new method to estimate the PN junction depth formed shallowly in the Si wafer with a nanometer scale resolution in a non-destructive and non-contact manner for the first time.

The PN junction formed inside the wafer is illuminated with a femtosecond laser (an ultrashort pulse laser), and the terahertz electromagnetic waves (THz waves) are successfully measured due to the photocarrier generation at the PN junctions. As shown in Figure 1, the excited photo-carriers are accelerated at the depletion region in the direction of the n-type Si layer for electrons and in the direction of the p-type Si layer for holes. The instantaneous current generated at this time excites THz waves, which propagate to the surface and are radiated into space.

Prof. Tonouchi emphasized, “The THz waves are essentially generated through the complicated ultrafast photocarrier behavior, but by employing the simple model of the behavior, one can understand the movement of the carriers intuitively and evaluate the depth of the PN junction. Here, we introduce the depth estimation procedure with the simple mode for the THz eave generation from PN junctions for the first time.”

Young scientist Dr. Murakami explained, “It was tricky to use shorter laser wavelengths to excite the shallow PN junctions of Si because the penetration depth of the typical femtosecond laser with a wavelength odd use the f around 800 nm, is much longer than 10 micrometers for Si, and so, we cannot expect that the method is available to characterizing the shallow PN junctions in Si wafers at first. We found that a half wavelength is suitable in the present case, and by tuning the wavelength, one can evaluate shallower junctions more precisely.”

“The complexity of semiconductor devices is accelerating as they aim for higher levels of integration, and the demands and issues for semiconductor wafer and device evaluation technology are increasing. This technology, which enables rapid, non-destructive, and non-contact access to the interior of wafers, which was difficult with existing analysis technology, brings about an important innovation to solve this problem. The results of this research are expected to provide not only the evaluation of wafer structures for devices, but also to provide a comprehensive measurement solution that enables non-contact testing in the semiconductor manufacturing process, which contributes to improving device reliability and reducing the resources consumed in the manufacturing process,” the scientists forecast.

References
DOI
10.1038/s41377-025-01911-0

Original Source URL
https://doi.org/10.1038/s41377-025-01911-0

Funding information
JSPS KAKENHI Grant No. JP 23H00184 partly supported this work.

Lucy Wang
BioDesign Research
email us here

Legal Disclaimer:

EIN Presswire provides this news content "as is" without warranty of any kind. We do not accept any responsibility or liability for the accuracy, content, images, videos, licenses, completeness, legality, or reliability of the information contained in this article. If you have any complaints or copyright issues related to this article, kindly contact the author above.

Newseria nie ponosi odpowiedzialności za treści oraz inne materiały (np. infografiki, zdjęcia) przekazywane w „Biurze Prasowym”, których autorami są zarejestrowani użytkownicy tacy jak agencje PR, firmy czy instytucje państwowe.
Ostatnio dodane
komunikaty PR z wybranej przez Ciebie kategorii
EIN Newswire BRAK ZDJĘCIA
2025-06-22 | 04:55:05

City Shift Finance Launches Tool for Cost of Living, Buy vs Rent, and Relocation Support

City Shift Finance launches a new relocation platform to help Americans compare the true cost of moving or buying a home.A new tool to compare cost of living, buy vs rent, and relocation costs — with personalized city-to-city reports for
EIN Newswire BRAK ZDJĘCIA
2025-06-22 | 04:55:05

From $80 and a Basement Apartment to Entrepreneur of the Year at the 2025 CanadianSME Awards

Entrepreneur Of The Year, Emily LyonsEmily Lyons, founder of Femme Fatale Media, wins top Canadian entrepreneur honour after building her business from just $80. TORONTO, ONTARIO, CANADA, June 22, 2025 /EINPresswire.com/ -- Emily Lyons, founder
EIN Newswire BRAK ZDJĘCIA
2025-06-22 | 04:55:05

Top Entertainment Options in Oahu, Honolulu, Waikiki: What Travelers Need to Know About Things To Do

The Magical Mystery Show! at the Hilton Waikiki Beach Resort and Spa, Honolulu, HawaiiFISM World Champion Winner Shoot Ogawa, Top Ranked Global Magician Headlines The Magical Mystery Show!Audience members laughing in the intimate and very funny

Kalendarium

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Kongres Profesjonalistów Public Relations

Transport

Polska przeciwna przedłużeniu umowy UE–Ukraina o transporcie drogowym. Uderza ona w krajową branżę transportową

Parlament Europejski większością głosów poparł przedłużenie umowy o transporcie drogowym między Unią Europejską a Ukrainą do końca 2025 roku. Zdaniem polskich europosłów, którzy głosowali przeciw, podtrzymanie liberalizacji przewozów drogowych przyczyni się do dalszego obniżenia konkurencyjności polskich firm transportowych. W przeciwieństwie do ukraińskich przewoźników muszą one spełniać szereg unijnych wymogów. Polska delegacja planuje przedstawić swoje stanowisko europejskiemu komisarzowi ds. zrównoważonego transportu i turystyki.

Transport

M.Kobosko: Wszyscy zapłacimy za eskalację między Izraelem a Iranem. Kraje UE powinny robić więcej dla budowy swojego własnego bezpieczeństwa

 Mrzonki o armii europejskiej są mrzonkami, to trzeba sobie jasno powiedzieć. Każdy z krajów członkowskich Unii Europejskiej musi, i to się na szczęście już dzieje, nie tylko myśleć i mówić, ale też robić coraz więcej dla budowy swojego własnego bezpieczeństwa w koordynacji wspólnej – uważa Michał Kobosko, poseł do Parlamentu Europejskiego z Polska 2050. W kontekście światowych konfliktów, w tym na linii Izrael–Iran, jego zdaniem Polska powinna się skupić na współpracy zarówno ze Wspólnotą, jak i Stanami Zjednoczonymi. 

Muzyka

Trwający Festiwal Mozartowski przyciąga tłumy melomanów. To jedno z najważniejszych wydarzeń w stolicy

Artystka zaznacza, że za sprawą Warszawskiej Opery Kameralnej jeszcze przez dwa tygodnie Warszawa będzie rozbrzmiewać Mozartem. Kolejna edycja festiwalu poświęconego temu wybitnemu kompozytorowi zajmuje ważne miejsce w kulturalnym kalendarzu stolicy i przyciąga tłumy melomanów. A przed nimi jeszcze sporo atrakcji. Alicja Węgorzewska szczególnie zaprasza na dwie premiery, jedną skierowaną do młodych odbiorców, drugą – dedykowaną koneserom. Niezwykle ciekawie zapowiada się także nowy sezon artystyczny w WOK-u. Twórcy już pracują nad kolejnymi spektaklami i nagrywają nowe płyty.

Partner serwisu

Instytut Monitorowania Mediów

Szkolenia

Akademia Newserii

Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.