Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ КРЕМНИЕВЫХ СЛОЕВ N-ТИПА ПРОВОДИМОСТИ НА ИЗОЛИРУЮЩИХ ПОДЛОЖКАХ
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ КРЕМНИЕВЫХ СЛОЕВ N-ТИПА ПРОВОДИМОСТИ НА ИЗОЛИРУЮЩИХ ПОДЛОЖКАХ

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ КРЕМНИЕВЫХ СЛОЕВ N-ТИПА ПРОВОДИМОСТИ НА ИЗОЛИРУЮЩИХ ПОДЛОЖКАХ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к области контроля толщины кремниевых слоев n-типа проводимости на изолирующих подложках. Кремниевый слой предварительно облучают гамма-квантами 60Со, после чего проводят термообработку подложки при температурах 500-750 К в течение времени от 5 до 10 минут, затем измеряют зависимость поверхностной концентрации носителей заряда в слое от температуры в диапазоне от 77 до 400 К, по которой затем определяют интервал температур ионизации дефектов структуры и расчетным путем определяют толщину исследуемых слоев. 1 ил., 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2063096
Класс(ы) патента: H01L21/66
Номер заявки: 4829547/25
Дата подачи заявки: 29.05.1990
Дата публикации: 27.06.1996
Заявитель(и): Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им.А.Н.Севченко (BY)
Автор(ы): Варавин Владимир Афанасьевич[BY]; Казакевич Леонид Александрович[BY]; Лугаков Петр Федорович[BY]; Цикунов Александр Владимирович[BY]
Патентообладатель(и): Варавин Владимир Афанасьевич (BY); Казакевич Леонид Александрович (BY); Лугаков Петр Федорович (BY); Цикунов Александр Владимирович (BY)
Описание изобретения: Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники и может быть использовано для неразрушающего контроля толщины кремниевых слоев n-типа проводимости на изолирующих подложках.
Известен способ измерения толщины полупроводниковых слоев на непроводящей высокоомной подложке или отделенных от подлодки изолирующим р-n-переходом, заключающийся в измерении соотношения поверхностного сопротивления и сопротивления растекания на одной четырехзондовой головке с линейным расположением измерительных зондов и определении толщины расчетным путем [l] Однако, точность измерения толщины полупроводниковых слоев этим способом низка, и после измерения на поверхности слоя остаются отпечатки зондов - разрушенные давлением приповерхностные области слоя, что не позволяет использовать при последующих операциях подвергшийся изменениям участок слоя.
Наиболее близким к заявляемому является способ измерения толщины кремниевых слоев n-типа проводимости на изолирующих подложках заключающийся в измерении температурной зависимости поверхностной концентрации носителей заряда для определения температурного интервала ионизации дефектов структуры, созданных в слое путем термообработки при температурах 500-750 К в течение 0,2-5 часов и расчете толщины кремниевых слоев по значениям поверхностной концентрации носителей заряда и температуры из интервала ионизации дефектов структуры [2]
Недостатком известного способа является необходимость проведения длительных (достигающих нескольких часов) термообработок для образования в слоях достаточной концентрации дефектов структуры, что является причиной низкой производительности способа.
Цель изобретения повышение экспрессности за счет увеличения скорости генерации дефектов структуры.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе измерения толщины кремниевых слоев n-типа проводимости на изолирующих подложках, заключающемся в термообработке подложки при температуре от 5ОО до 750 К, охлаждении ее до комнатной температуры со скоростью 10-100 К/с, определении температурной зависимости поверхностной концентрации носителей заряда в интервале температур от 77 до 400 К, определении по ней температурного интервала ионизации дефектов и расчет толщины слоя, согласно изобретению кремниевые слои предварительно облучают γ квантами изотопа 60Co потоком l·1014 1·1016см-2 в течение 0,3-30 мин, а термообработку проводят в течении 5-10 мин. Достижение поставленной цели обусловлено тем, что при облучении в указанных режимах в кремниевых слоях образуются стабильные радиационные дефекты. Термообработка при 500-750 К приводит за счет наличия упругих напряжений в слоях к перестройкам радиационных дефектов, в результате чего происходит радиационная стимуляция образования дефектов структуры. При этом скорость генерации таких дефектов структуры в облученных слоях возрастает в 101 103 раз по сравнению с контрольными (необлученными) образцами.
На чертеже показана зависимость поверхностной концентрации носителей заряда от температуры в слоях, радиационно-термически обработанных указанных режимах.
Пример. Определяют толщину эпитаксиальных слоев марки КЭФ4,5/400КДБ10. Для этого слои облучают потоком Ф 1·1015см-2 гамма-квантов 60Сo на установке МРХ-γ-25М Длительность облучения слоев составляет tф 3 мин. Затем облученные образцы подвергают термообработке при Tт 620 К в течение времени tт 5 мин, после чего охлаждают до комнатной температуры со скоростью 100 К/с. Это приводит к образованию в слоях донорных дефектов структуры, которые представляют собой кислородосодержащие комплексы. Энергия термической ионизации и фактор спинового вырождения этих дефектов известны и равны соответственно ΔE=0,16 эВ и g 0,5. Затем по периметру образцов в произвольных точках создают по четыре зондовых омических контакта, необходимых для измерения поверхностной концентрации носителей заряда. Помещают образцы в криостат с жидким азотом, температура которого равна 77 К. После этого осуществляют нагрев образцов в диапазоне температур от 77 до 400 К с шагом 10 К. После каждого осуществляют выдержку при данной температуре, во время которой измеряют методом Ван-дер-Пау поверхностную концентрацию носителей заряда. Результаты измерений представляют в графической форме. Из графика определяют интервал температур ионизации донорных дефектов структуры, находящийся между температурами начала Ти 9О К и окончания To 255 К ионизации. Поверхностная концентрация носителей заряда в образцах при этих температурах составляет соответственно nиs=2×1011 см-2 и nos=5×1011 см-2. Затем выбирают внутри интервала температур ионизации этих дефектов температуру T 191 К, примерно равную 0,5(Tи + To). Определяют значение ns 3,5·1011см-2 поверхностной концентрации носителей заряда при этой температуре. Рассчитывают по известному выражению значение эффективной плотности состояний при этой температуре Nc 1,43х1019 см-3 при температуре 191 К и определяют толщину t кремниевого слоя из соотношения:
где k постоянная Больцмана. Получаем t 2,1 мкм.
Примеры для других граничных режимов обработки, указанных в отличительной части формулы изобретения, даны в таблице.
Приведенный пример показывает, что использование способа действительно приводит к повышению экспрессности измерений за счет уменьшения суммарной длительности обработок tФ+tT, обусловленной радиационно-стимулированным увеличением скорости генерации термодоноров.
Формула изобретения: Способ контроля толщины кремниевых слоев n-типа проводимости на изолирующих подложках, включающий термообработку подложки при 500 750 К, охлаждение ее до комнатной температуры со скоростью 10 100 град./с, определение температурной зависимости поверхностной концентрации носителей заряда в интервале 77 400 К, определение по ней температурного интервала ионизации дефектов и расчет толщины слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения экспрессности измерений, слой предварительно облучают γ-квантами изотопа 60Со потоком 1·1014 - 1·1016 см2 в течение 0,3 30,0 мин, а термообработку проводят в течение 5 10 мин.