Устройство для измерения профиля легирующей примеси в полупроводниковых структурах

(22) Заявлено 31.05,74 (21) 2028665(25 с присоединением заяв сударствеииый комит 23) Приорите ета й 1 ииистров СССР еньбликовано 15,06.76, Бюлла опубликования описан ло делам изобретен цтии 7.07.7(71) Заявитель Парусов, С. С, Маслов и А. С, Сергеевельский институт механики и физикиордена Трудового Красного Знамениниверситете им, Н, Г. Чернышевского В. А. Двинских, В, ПНаучно-исследов при Саратовском государственном(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИЛЯ ЛЕГИРУ 1 ОЩЕЙ ПРИМЕСИ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУРАХ2 ности измерении в предведены калебательный Изобретение относится к измерению профиля легирующей примеси в полупроводниковыхструктурах типа резкого диффузионного р-пперехода или барьера Шоттки, т, е. зависимости концентрации примеси от глубины ее залегания, и принадлежит к классу устройств, вкоторых глубина и концентрация оцениваютсяпо уровню гармоник исходного сигнала, и может быть применено в производстве полупроводниковых приборов различных типов, 10Известно устройство для измерения профиля легирующей примеси в полупроводниковыхструктурах, содержащее источник обратногосмещения, генератор гармонических колебаний, соединенный с исследуемым образцом, к 15которому подключены селективные вольтметры первой и второй гармоник,В нем измеряются напряжения первой ивторой гармоник на исследуемом обратносмещенном р-п-переходе или барьере Шоттки при 20условии постоянства тока первой гармоникичерез испытуемый образец.Недостатком этого устройства является наличие паразитной емкости, подключенной параллельно исследуемому образцу и делающей 25невозможным измерение профиля при малойбарьерной емкости,Для повышения точлагаемое устройство в контур и фильтр, причем исследуемый образец соединен последовательно с колебательным контуром, имеющим резонанс на второй гармонике, к которому подключен фильтр, выделяющий первую гармонику,На чертеже дана схема описываемого устройства, где: 1 - генератор строго гармонических колебаний частоты а; 2 - испытуемый р-а-переход или барьер Шоттки; 3 - параллельный колебательный контур, настроенный на частоту 2 ж; 4 - источник обратного смещения; 5 в селективный вольтметр первой гармоники; 6 - селективный вольтметр второй гармоники; 7 - фильтр, выделяющий первую 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 3Параллельно измерительной цепи подключен источник 4 обратного смещения для испытуемого образца.Под действием протекающего через обратносмещенный р-и-переход или барьер Шоттки 5гармонического тока с амплитудой 1, вследствие нелинейных свойств барьерной емкости,появляется ток второй гармоники. Оба этитока создают на колебательном контуре Е,Сападения напряжения соответственно первой и 10второй гармоник.Напряжение первой гармоники используется для управления выходным напряжением генератора 1 с тем расчетом, чтобы при изменениях барьерной емкости оставалось строго 15постоянным падение напряжения первой гармоники на колебательном контуре. Это одновременно будет означать постоянство тока 1через испытуемый образец. В таком случаеизменения паразитной емкости Сп,р никак не 20будут влиять на постоянство тока 1 через образец. Тогда напряжение на выходе генератора будет целиком определяться величинойбарьерной емкости, а именно, будет прямопропорционально ширине объединенной области 25р-и-перехода или барьера Шоттки, т. е. глубине, на которой измеряется концентрацияпримеси,4Напряжение 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 1 через образец осуществляется с гораздо большей точностью, чем в прототипе. Формула изобретенияУстройство 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.