Способ определения изолирующих свойств диэлектрических слоев на полупроводниках
ВОЗ союзм мй
ll4L1e8f 80-т - чоскаю
3 бн ак .=А
00 465584
Союз Советских
Социалистических
Республик
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт, свидетельства (22) Заявлено 25.09.72 (21) 1830759/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 30.03.75. Бюллетень № 12
Дата опубликования описания 16.07.75 (51) M. Кл. G 01п 27/24
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.315(088.8) (72) Авторы изобретения
Е. В. Бузанева, В. А. Денисюк и В. И. Стриха (71) Заявитель
Киевский ордена Ленина государственный университет им. Т. Г. Шевченко (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗОЛИРУЮЩИХ СВОЙСТВ
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЛОЕВ HA ПОЛУПРОВОДНИКАХ
Предлагаемый способ оценки изолирующих свойств диэлектрических слоев на полупроводниках относится к полупроводниковой микроэлектронике и может быть использован при изучении сквозных дефектов диэлектрических пленок в процессе разработки и производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем по планарной технологии.
Известен способ оценки изолирующих свойств диэлектрических слоев на полупроводниках, в котором контакты металл — полупроводник, создаваемые в сквозных дефектах путем электрохимического осаждения металла, используются для визуального определения средней плотности сквозных дефектов.
С целью разработки способа количественной оценки параметров 4, Яо, S для сквозных дефектов диэлектрика, заполненных металлом, которые позволяют провести полную оценку изолирующих слоев на полупроводниках, измеряют минимальное сопротивление контактов R„, по величине которого определяются значения Ro, io, S.
Сопротивление контакта R, èçìåðÿþò при приложении к контакту в прямом направлении импульсов напряжения большой амплитуды и малой длительности. Одновременно можно измерять ток утечки контакта металл — полупроводник.
По величине R> значения Ro, S определяют следующим образом. Площадь сквозного дефекта, заполненного металлом, в случае, когда размеры дефекта произвольной формы можно характеризовать радиусом а эффектив5 ного круга с площадью, равной средней площади такого дефекта, определяют из следующих выражений:
5=- при 2a))h и Ь: — -„( к 1, 4R„ /
10 при 2a((h, / где р, h — удельное сопротивление и толщина полупроводника, на котором создают диэлектрический слой.
15 После определения значений Лв, io, S металл из сквозных дефектов удаляют, например, путем электролитического вытравливания.
Пример. Пластину кремния марки КЭФ20 4,5 с ориентацией (100) термически окисляют для создания слоя ЫОз. Затем слой ЫОа удаляют с одной стороны пластины и формируют омический контакт Ni — n — Si. Толщина полупроводника h = 250 мкм. Для создания кон25 тактов металл-полупроводник в сквозных дефектах ЯОз проводят электрохимическое осаждение меди из сернокислого электролита при плотности тока 2 ма/см . Осажденную в сквозные дефекты медь наблюдают в мик30 роскоп при увеличении более чем в сто раз и
465584 .;
Предмет изобрете ия
Составитель А. Цыбульников
Редактор Л. Цветкова Техред Г. Дворина Корректор Л. Котова
Заказ 1383/5 И ад. № 1315 Тираж 902 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, ир. Сапунова, 2 рассчитывают значение плотности дефектов, а также оценивают площадь участков меди.
Электрический контакт к меди осуществляют с помощью ртутного электрода, устанавливаемого с помощью микроманипулятора. Площадь ртутного электрода 3 10-4 — 7.10 — * см .
Для образованных в сквозных дефектах контактов Cu — п — Si измеряют сопротивление R, при импульсах напряжения, приложенных в прямом направлении (длительность импульсов т = 0,5 мксек). При больших прямых смещениях Рк = Rp не зависит от напряжения.
Для исследованных контактов Cu — п — Si при толщине SiO> 0,8 мкм типичные значения
Rp=300 — 3000 ом при V„=5 — 15в (сопротивление капли ртути и слоя меди в СД существенно меньше Як), Площадь дефекта рассчитывают по второй формуле, так как в данном случае может выполняться условие
2а « h.
Для исследованных контактов типичные значения 5 = 5.10 — — 4 10 — см а=4 10 з-3 10 4 см и iip=5 — 7 1й — а. После определения S, Rp, 4 медь и; сквозных дефектов удаляют путем электро итического вытравливания: на поверхность меди наносят каплю водного раствора хлористого калия (КС1) и между каплей и кремниевой подложкой подаюч
-напряжение (плюс» на крем чиевую подложку, «минус» на элен Под в капле).
Способ определения изолирующих свойств дп- лектрических слоев на полупроводниках
15 по разности сопротивлений контактов металлдиэлектрик-полупроводник при приложении импульсного напряжения в прямом направлении, отличающийся тем, что, с целью количественной оценки изолирующих свойств
20 диэлектрических слоев, измеряют минимальное сопротивление контактов и ток утечки контакта металл-полупроводник, образованногов сквозном дефекте диэлектрика.
