Устройство для измерения профиля легирующей примеси в полупроводниковых структурах

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик, !

". ; г

01 31/26 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.05.74 (21) 2028665/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.76. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 27.07.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретеиий и открытий

382.3 .8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. А. Двинских, В. П. Парусов, С. С. Маслов и А. С. Сергеев

Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им. H. Г. Чернышевского (54) УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИЛЯ ЛЕГИРУ1ОЩЕЙ ПРИМЕСИ

В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУРАХ

Изобретение относится к измерению профиля легирующей примеси в полупроводниковых структурах типа резкого диффузионного р-иперехода или барьера Шоттки, т. е. зависимости концентрации примеси от глубины ее залегания, и принадлежит к классу устройств, в которых глубина и концентрация оцениваются по уровню гармоник исходного сигнала, и может быть применено в производстве полупроводниковых приборов различных типов.

Известно устройство для измерения профиля легирующей примеси в полупроводниковых структурах, содержащее источник обратного смещения, генератор гармонических колебаний, соединенный с исследуемым образцом, к которому подключены селективные вольтметры первой и второй гармоник.

В нем измеряются напряжения первой и второй гармоник на исследуемом обратносмещенном р-и-переходе или барьере Шоттки при условии постоянства тока первой гармоники через испытуемый образец.

Недостатком этого устройства является наличие паразитной емкости, подключенной параллельно исследуемому образцу и делающей невозможным измерение профиля при малой барьерной емкости.

Для повышения точности измерений в предлагаемое устройство введены калебательный контур и фильтр, причем исследуемый образец соединен последовательно с колебательным контуром, имеющим резонанс на второй гармонике, к которому подключен фильтр, вы5 деляющий первую гармонику.

На чертеже дана схема описываемого устройства, где: 1 — генератор строго гармонических колебаний частоты а; 2 — испытуемый р-и-переход или барьер Шоттки; 3 — парал1ð лельный колебательный контур, настроенный на частоту 2ж; 4 — источник обратного смещения; 5 — селективный вольтметр первой гармоники; 6 — селективный вольтметр второй гармоники; 7 — фильтр, выделяющий первую

15 гармонику.

Устройство для измерения профиля представляет собой генератор 1 строго гармонических колебаний, соединенный с измерительной цепью, состоящий из последовательно соединенных испытуемого образца 2 и параллельного колебательного контура 3, настроенного на удвоенную частоту генератора. К выходу генератора 1 присоединен селективный вольтметр 5 первой гармоники. С колебательного контура 3 напряжение второй гармоники подается на селективный вольтметр 6 второй гармоники, а напряжение первой гармоники через фильтр 7 первой гармоники уппавляет выходным напряжением генератора 1, 517863

Параллельно измерительной цепи подключен источник 4 обратного смещения для испытуемого образца.

Под действием протекающего через обратносмещенный р-и-переход или барьер Шоттки 5 гармонического тока с амплитудой I, вследствие нелинейных свойств барьерной емкости, появляется ток второй гармоники. Оба эти тока создают на колебательном контуре 1оСа падения напряжения соответственно первой и 10 второй гармоник.

Напряжение первой гармоники используется для управления выходным напряжением генератора 1 с тем расчетом, чтобы при изменениях барьерной емкости оставалось строго 15 постоянным падение напряжения первой гармоники на колебательном контуре. Это одновременно будет означать постоянство тока 1 через испытуемый образец. В таком случае изменения паразитной емкости Сп,р никак не 20 будут влиять на постоянство тока I через образец. Тогда напряжение на выходе генератора будет целиком определяться величиной барьерной емкости, а именно, будет прямопропорционально ширине объединенной области 25 р-и-перехода или барьера Шоттки, т. е. глубине, на которой измеряется концентрация примеси.

Напряжение второй гармоники на колебательном контуре будет тем больше соответствовать величине, обратной концентрации примеси на данной глубине, чем больше резонансное сопротивление контура.

Таким образом, с помощью описываемого устройства возможно измерение профиля легирующей примеси на структурах, обладающих малой барьерной емкостью, причем контроль за постоянством тока I через образец осуществляется с гораздо большей точностью, чем в прототипе.

Формула изобретения

Устройство для измерения профиля легирующей примеси в полупроводниковых структурах, содержащее источник обратного смещения, генератор гармонических колебаний, соединенный с исследуемым образцом, к которому подключены селективные вольтметры первой и второй гармоник, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены колебательный контур и фильтр, причем исследуемый образец соединен последовательно с колебательным контуром, имеющим резонанс на второй гармонике, к которому подключен фильтр, выделяющии первую гармонику.

ЦНИИПИ

Заказ 1559/6 Изд. Ко 1454 Тираж 1029 Подписное

Типография, пр, Сапунова, 2