Способ измерения толщины эпитаксиальных и диффузионных слоев кремния

рц 56 В 26 Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет осударственнын коглнтет цвета Министров СССР Опубликовано 15.06.77, БюллетеньДата опубликования описания 27.07.72) Авторы изобретения И. Р, Альтман и Р. А, 1 терфасшкентский завод электронной техники 71) Заявитсль 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЪ ЭПИТАКСИАЛЬНЪ И ДИФФУЗИОННЫХ СЛОЕВ КРЕМНИЯдавясания 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 или 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 2.Метод имеет следующие недостатки;неприемлем для тонких эпитаксиальных и диффузионных слоев (менее 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.5 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 .р (красная граница) в об ластях, подвергшихся давлению. Поглощениесвета приводит к генерации подвижных носителей в той же области и возникновению фото-ЭДС на р - и переходе. Если давление создавать точечным зондом, то область сдавлен ного кремния и, следовательно, область генерации подвижных носителей определится размерами зонда, снлои давления н может быть сделана значительно меньше размеров измеряемых слоев и размеров элементов интег ральных схем. В этом случае наблюдается за:;в симость величины фото-ЭДС от толщины пленки.На чертеже изображена принципиальнаясхема способа измерения.30 Измеряемьгй объект 1 ставится подщий металлический зонд 2. Место каСоставитель 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, Раушская наб., д, 4/5Типография, пр, Сапунова, 2 зонда освещается модул й 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 может 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 эпитаксиальныхи диффузионных слоев кремния путем нзмерения фото-ЭДС, возникшей в результате воз действия света на пластину, помещенную между металлическим основанием и металлическим зондом, касающимся освещенной стороны пластины, о т л и ч а ю щ и й с я 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. Ч.