305375

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ3083 У 5 Сеюв Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 20.Х 11.1967 ( 1204486/26-25)с присоединением заявки1 ПК Н 011 7/00 Сд 01 г 29/О риоритетпубликовапо 04 Л.1971. Бюллетень18 ата опубликования описания 07 Л 11,197 Комитет по делам вобретений и открытий при Совете Министров СССРДК 621,382.002:621 ,317.799 (088,8 вторызобретени Ю. П. Бойцо хо 3 аявител ПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЭПИТАКСИАЛЬН ИЛИ ДИФФУЗИОННОГО СЛОЯЙзобретение относится к полупроводниковой электронике, а именно к технологии выявления линии пересечения плоского косого шлифа с поверхностью эпитаксиальных или диффузионных слоев полупроводников и поверхностями раздела участков полупроводников с различными физико-химическими свойствами, и может быть осуществлено на предприятиях, занимающихся получением и исследованием физических и химических свойств тонких слоев полупроводниковых материалов,11 ри исследовании физико-химических свойств эпитаксиальных и диффузионных слоев широко применяются плоские косые шлифы, изготовляемые обычно под углом в несколько градусов с последующим выявлением границы раздела участков материала с различными физическими и химическими свойствами (граница слой-подложка). Линия пересечения плоскости косого шлифа с поверхностью материала обычно не выявляется, поскольку она видна визуально.Для получения высокого разрешения по толщине при проведении физико-химических исследований в случае эпитаксиальных и диффузионных слоев толщиной около 10 лкя неооходимо изготовлять шлифы под малым углом наклона, обычно в несколько минут, позволяющим получить большую протяженность косого шлифа исследуемого слоя. Линия пересечения плоскости косого шли-.фа и поверхности полупроводников в этом случае не видна визуально. Кроме того, точно выдержать заданный угол шлифовки в нес.5 колько минут весьма трудно.Цель настоящего изобретения - разработ.ка такого способа обработки поверхности полупроводниковых слоев, при котором после изготовления косого шлифа под углом в не сколько минут была бы четко видна линияпересечения плос ого косого шлпфа с поверхностью исследуемого слоя полупроводника.Одновременно с известными способами выявления границы слой - подложка и опреде ления исходной толщины полупроводниковогослоя это позволяет определить толщину слоя в любой точке на косом шлифе на основании измерения линейшлх размеров косого шлпфа.При этом точно выдерживать заданный угол 20 шлифовки и определять его истинную величину нет необходимости.В предлагаемом изобретении, поставленнаяцель достигается тем, что на поверхности полупроводниковых пластин с диффузионным 25 или эпитаксиальными слоями создается тонкий слой материала, отличающегося по своим оптическим свойствам от свойств полупроводникового слоя, в режиме, практически не из.меняющим физико-химические свойства ис следуемых слоев, После изготовления косого;дактор 1. Гончар Заказ 1912/16 Изд, Хе 821 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Минисгров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 шлифа этот слой сохраняется только на поверхностях, не подвергшейся обработке, что позволяет определить линию пересечения косого шлифа с поверхностью эпитаксиального или диффузионного слоя.Данный способ выявления линии пересечения плоскости косого шлифа с малым углом наклона и поверхности кремния был использован при исследовании распределения примесей по толщине кремниевых эпитаксиальпых слоев и-типа проводимости с удельным сопротивлением 0,2 - :0,5 Олг сл на 5 г+-кремниевых подло 5 кках с удельным сопротивлением 0,01 Олг слг методом измерени 51 напряжения пробоя контакта металл-полупроводник. Эпитаксиальные структуры окислялись во влажном кислороде при 1050 С в течение 10 мин для получения на поверхности эпитаксиального слоя пленки окрашенного окисла кремния. Измерения на интерференционном микроскопе МИИпоказали, что толщина окисла составляла десятые доли микрона.Кроме того, из проведенного расчета следует, что такая кратковременная термообработка не зызывает заметного перераспределения примесей в эпитаксиальной структуре,С окисленных эпитаксиальных структур кремния снимался сэндвич - слой полировкой на алмазном порошке АСМпараллельно поверхности пленки, с отступлением от плоскопараллельности не более 2 лгкм, Затем эпитаксиальные структуры - эпитаксиальный слой на подложке приклеивали вновь созданной базовой поверхностью с помощью зуботехнического воска на специальное приспособление, которое представляло собой бипризму из стекла марки ЛК. Внешние углы бипризмы соответствуют углу шлифа: 3. На грани бипризмы приклеивали обычно 4 - 6 эпитаксиальных структур. При наклейке под пластинами необходимо получать минимальный по толщине и клиновидности слой клея- щего материала (=1 мкм), так как от этого зависит точность изготовления шлифа.После этого в середину основания бипризмы приклеивали пицеином подпятник, который представлял латунную шайбу диаметром 60 лгм с семью сферическими углублениями для размещения груза (одно в центре и 6 по окружности с диаметром 45 лг,я). Такой подпятник позволял управлять процессом снятия 5 материала строго параллельными слоями.Изготовление косого шлифа эпитакспальпогослоя под углом:3 позволяло получать плавное изменение толщины эпитаксиального слоя на большом участке (: 10 лм), что обеспе чивало проведение исследования с высокойразрешающей способностью по толщине. После изготовления косого шлифа слой окисла сохраняется только на поверхности эпитаксиального слоя, которая не подвергалась обра ботке, что позволяет четко определить линиюпересечения плоскости косого шлифа и поверхности эпитаксиального слоя кремния. Граница раздела эпитаксиальный слой - подложка определяется методом химического трав ления любым известным способом. Обработкаповерхности косого шлифа заканчивается, когда на поверхности эпитаксиального слоя остается часть окрашенного окисла кремния, имеющего форму сегмента со стрелкой в нес колько лглг.Измерение расстояния между линией пересечения плоскости косого шлифа и поверхности эпитаксиального слоя и границей раздела эпитаксиальный слой - подложка, а также 30 расстояние от вышеуказанной линии до точкиизмерения позволяет определить толщину эпитаксиального слоя в любой точке измерения на поверхности косого шлифа эпитаксиальпого или диффузионного слоя.35Предмет изобретенияСпособ определения толщины эпитаксиального или диффузионного слоя в любой точке плоского косого шлифа с опре деленным углом наклона путем визуального выявления границы исследуемого слоя с подложкой с последующим определением расчетным путем толщины слоя, Отличаюи 1 ийся тем, что, с целью повышения точнос ти определе 1 шя, на поверхности образца предварительно создают окраше 1 шый слой, оптические свойства которого отличаотся от свойств исследусмого сл 055.