Способ измерения толщины эпитаксиальных и диффузионных слоев кремния

 

IIij 56I926

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, caIIд-ву (22) Заявлено 17.01.72 (21) 1737914/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15 06.77. Бюллетень ¹ 22

Дата опублгкования описания 27.07.77 (51) М Кл 2 6 02F 1/00

Государственный коглнтет

Совета Министров СССР чо делам изобретений и открытий (53) УДК 531.715(088.8) (72) Авторы изобретения

И. P. Альтман и P. А. 1терфас

Ташкентский завод электронной техники (71) Заявитсль (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ

И ДИФФУЗИОННЫХ СЛОЕВ КРЕМНИЯ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в электронной промышленности при производстве полупроводниковых приборов планарной технологии, в частности интегральных схем.

Известен интерференционный метод определения толщины пленок, основанный на измерении разности хода интерферирующих пучков света, образованных за счет изменения величины оптической плотности кремния, связанного с перепадом концентрации примесей на границе пленка-подложка ил| в области р — и переходов диффузионных слоев (1).

Недостатком этого метода является его применимость только для слоев на низкоомных подложках и зависимость от состояния освещаемой поверхности.

Прототипом изобретения является метод модулированного светового луча, в котором измеряют фото-ЭДС, возникшую в результате воздействия света на пластину, помещенную между металлическим основанием и металлическим зондом (21.

Метод имеет следующие недостатки: неприемлем для тонких эпитаксиальных и диффузионных слоев (менсе 5 — 15 мкм), так как область генерации подвижных носителей в глубину, в сторону р — и перехода, превосходит толщину эпитаксиальной пленки. В этом случае точность измерений очень низкая; не локален, поэтому не может быть использован на площадях, соизмеримых с размерами интегральных схем.

Целью настоящего изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что освещают пластину светом с длиной волны, большей красной границы, а металлическим зондом осуществляют давление на пластину в пределах упругих деформаций.

10 Способ основан на том, что под давлением пирина запрещенной зоны кремния уменьшается. Следствием этого свойства является интенсивное поглощение кремнием света с длиной волны более 4,.р (красная граница) в об15 ластях, подвергшихся давлению. Поглощение света приводит к генерации подвижных носителей в той же области и возникновению фото-ЭДС на р — и переходе. Если давление создавать точечным зондом, то область сдавлен20 ного кремния и, следовательно, область генерации подвижных носителей определится размерами зонда, силой давления н может быть сделана значительно меньше размеров измеряемых слоев и размеров элементов интег25 ральных схем. В этом случае наблюдается за.;нспмость величины фото-ЭДС от толщины пленки.

На чертеже изображена принципиальная схема способа измерения.

30 Измеряемьгй объект 1 ставится под давящий металлический зонд 2. Место касания

Составитель Э. Волконский

Техред А. Галахова

Редактор Н. Коган

Корректор А, Степанова

Заказ 1613/5 Изд. № 55! Тираж 633 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2 зонда освещается модул и ров анным светом, прошедшим через фильтр 3. Фото-ЭДС замеряется селективным вольтметром 4 и регистрируется стрелочным прибором 5. Резонансная частота селективного вольтметра выбирается равной частоте прерывания света, образованной вращающимся диском 6 с отверстиями, который помещен на оси электродвигателя 7. Величина отклонения стрелочного прибора мо кет быть проградуирована в единицах толщины. Давящий зонд служит одновременно одним из контактов: другой контакт осуществляется через столик, на который кладется образец.

Формула изобретения

Способ измерения толщины эпитаксиальных и диффузионных слоев кремния путем нзмерения фо"î-ЭДС, возникшей в результате воз. действия света на пластину, помещенную между металлическим основанием и металлическим зондом, касающимся освещенной стороны пластины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, освещают пластину светом с длиной волны, большей красной границы, а металлическим зондом осуществляют давление на пластину в пределах упругих деформаций.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. «Тонкие пленки, их изготовление и применение». Пер. с нем, под ред. Н. С. Хлебникова. Госэнергоиздат, 1963.

2. Кофтанюк Н. Ф. и др. Измерение параметров полупроводниковых материалов. Издво «Металлургия», М., 1970, гл. V.