Способ измерения толщины диффузионных и эпитаксиальных слоев

 

(72) Авторы изобретения

Н, Н. Бопкало и А. М. Светличный

3

-" t

Таганрогский радиотехнический институт им. 5. Д. Калмыкова а

-"а- Ъ (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ДИФФУЗИОННЫХ

И ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЕВ

Изобретение относится к измеритель= ной технике и может быть использовано для межацерационного контроля толщины, диффузионных и эпитаксиальных слоев полупроводниковых пластин.

Известен способ измерения глубины залегания р- } -перехода, заключаюшийcs в оценке состояния поляризации света, отраженного от пластины E 1 ).

Однако данный способ не всегда может быть использован для намерения ю глубины залегания р-п-påðåõîäîâ на рабочих пластинах, так как легированные слои актйвных элементов микросхем чаото не имеют высокой концентрации примеси.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения толщины диффузионных и эпитаксиальных слоев полупроводниковой пластины, состоящий в том, что пластину помешают на металлическом основании и производят давление металлическим зондом на пластину со стороны диффузиоьного или эпитаксиального слоя в пределах упругих деформаций, измеряя при этом фото-ЭДС, возникшую в результате воздействия света на пластину со стороны касания ее зондом (2) .

Целью изобретения является повышение локальности, точности измерения и упрощение способа измерения толщины диффузионных и эпитаксиальных слоев диаметром О,Ol5-0,5 мм, расположенных на рабочих пластинах.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемся .в том, что пластину помешают на металлическом основании и производят давление металлическим зондом на пластину со стороны диффузионного или эпитаксиального слоя в пределах упругих деформаций,. на измеряемую пластину подают напряжение смешения и фиксируют величину давления зонда на пластину в момент изменения тока, протекающего через р-и -переход.

1 располагают исследуемую пластину

10 и производят измерения.

Порядок измерения следуюший. Измерительный столик 8 разворачивают против часовой стрелки до упора, выбирают исследуемую область, разворачивают измерительный столик 8 по часовой стрелке до упора при этом исследуемая область располагается под:зондом 7, который опускают на поверхность исследуемой области. Через зонд 7 и металлическое основание 1 на р-и -переход подают обратное смешение, зонд 7 нагружают разновесами до изменения тока через р-и -переход, фиксируют величину нагрузки в момент изменения тока и определяют глубину залегания р-и -перехода.

Использование предложенного способа позволяет контролировать качество ïðoведения диффузии, ионной имплатации или эпитаксии, что позволяет своевременно обнаружить бракованные полуфабрика ы и устранить отклонение в техническом

s режиме. Простота способа и применение недорогостояшего оборудования для его реализации позволяет использовать его на предприятиях страны, выпускающих микроэлектронные приборы.

Формула изобретения

Способ измерения толщины диффузионных и эпитаксиальных слоев полупроводниковой пластины, заключающийся в том, что пластину помешают на металлическом основании и производят давление металлическим зондом на пластину со стороны диффузионного или эпитаксиального слоя в пределах упругих деформаций, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения локальности, точности измерения и упрошения способа, на измеряемую пластину подают напряжение смещения и фиксируют величину давления зонде на пластину в момент изменения тока, протекающего через р-и -переход.

Источники информации, нриныгые во внимание при экспертизе

1. Spitter Ж. t;. Tannenbaum И.

"3п1ег Фегевсе met %ос) rhea se i ng

the 1Мсkne59 of ер1%ах1аРР с гооу

3 8PPK- P%VS.t1961, 32 № 4, р. 744-745. . 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 561926, кл. G 02 f 1/00, 1977 (прототип) .

3 983444 4

На чертеже показана принципиальная схема устройства, реализуюшего предложенный способ.

Схема состоит из основания 1, системы 2 перемешения тубуса 3 микроскопа, установленной на основании 1, переходного кольца 4, сменного объектива 5, соединенного через кольцо 4 с тубусом

3, оправки 6 штока нагружаюшего механизма, идентируюшего зонда 7 из 10 твердого материала {например, карбида вольфрама), закрепленного в оправке 6, измерительного столика 8, на котором размешена исследуемая рабочая пластина

10, прибора 11 для наблюдения вольтамперной характеристики, присоединенного к диску 9 и зонду 7.

Способ осушествляется следующим o6- разом.

Индентирующий зонд 7 касается геометрического центра исследуемой области с погрешностью воспроизведения координат не более + 3 мкм. Когда механические напряжения от. давления зонда

7 достигают р- и -перехода, из-за изменения ширины запрешенной зоны напряженной части кристалла изменяется ток через р- и --переход. llpH разных толшинах диффузионного или эпитаксиального слоя необхсдимы различные усилия нажатия зонда 7, при которых напряжения в кристалле достигают р-и --перехода.

Для точной установки зонда 7 в иоследуемую область необходимо выполнить юстировку микроскопа, которая заклю35 чается в следующем. НЙ металлическом основании 1 размещают стеклянную пластину с фотоэмульсионным слоем, на который наносят метку. Измерительный столик 8 разворачивают против часовой стрелки до упора и с помошью микрометрических винтов метку устанавливают в центре перекрестия сетки винтового окуляр-микрометра. Затем измерительный столик 8 разворачивают по часовой стрел45 ке до упора и зонд 7, закрепленный в оправке 6 штока нагружающего механизма, устанавливают над меткой. С помошью микрометрических винтов измерительного столика 8 метку на стеклянной пластине смешают в сторону иэ-под зонда 7.

SO

Последний опускают на поверхность эмульсионного слоя, полученные следы зондов описанным ранее способом раополагают в поле зрения микроскопа и подводят с помощью центровочных винтов к перекрестию. Вместо стеклянной с пластины на металлическом основании

983444

Составитель Ю. Кузьмин

Редактор П. Коссей Техред E.Õàðèòîí÷èê Корректор А. Дзятко

Заказ 9887/45 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4