Способ определения типа проводимости базового слоя меза диода

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 06 А 1 171 1 В 31/(5)5 ИСАНИ ЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательский физико-технический институт при Горьковском государственном университете им, Н,И.Лобачевского(56) Авторское свидетельство СССР В 1351466, кл. Н 0121/66, 1986.Авторское свидетельство СССР В 1045313, кл. Н 01 . 21/бб, 1983, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИПА ПРО,ВОДИМОСТИ БАЗОВОГО СЛОЯ МЕЗА-ДИОДА(57) Изобретение относится к способам диагностики полупроводниковых приборов в процессе их изготовления. Целью изобретения является обеспечение возможности опИзобретение относится к способам диагностики характеристик полупроводниковых приборов, а именно к определению типа проводимости базового слоя трехслой- . ной структуры с меза-диодами в процессе их изготовления.Структура содержит сильнолегированную подложку (концентраия примеси больше или равна 5 10 ф см, менеелегированный базовый Я-слой (концентрация примеси меньше или равна 10 см з), сильнолегированныйподконтактный слой (концентрация примеси больше или равна 5 10 см ") с проводимостью, противоположной проводимости подложки (структура вида р - 8 - пф). При этом, как правила, тип, проводимости подложки известен по паспортным данным. а тип проводимости под.ределения типа проводимости базового слоя в и роцессе формирования меза-диода.На трехслойную структуру с сильнолегированной подложкой, слаболегированным базовым слоем толщиной ЧЧ и высоколегированным поверхностным слоем толщиной .с типом проводимости, противоположным типу проводимости подложки, наносят маскирующее покрытие площадью 31. Проводят травление структуры на глубину б, причем д(+ В/). Измеряют емкость структуры С 1. Удаляют маскирующее покрытие до площади 52 и травят структуру на глубину х(х+ И - Я 0, Ю 0 = е е 0 51/С 1, где Е - диэлектрическая проницаемость полупроводника; е 0 - диэлектрическая постоянная., Измеряют емкость структуры .С 2, Определяют тип проводимости базового слоя по соотношению емкостей С 1 и Сг. (Л контактного слоя - из технологии получения структуры. Тип проводимости менее легированного базового слоя в общем случае может изменяться от диода к диоду, особенно при легировании его примесями обоих типов и роводимости.Определение типа проводимости базового слоя в процессе изготовления прибора необходимо для того, чтобы получить прибор с заданными параметрами, такими как подвижность носителей в базе, время жизни носителей в базе и других.Известен способ определения типа проводимости полупроводниковых материалов, согласно которому на поверхности полупроводниковой структуры формируют два еыпрямляющих контакта путем нанесения электролита, заполняющего микрозонд, наповерхность полупроводника и поочередно . их облучают световыми импульсами. Определяют тип проводимости поверхностного слоя по знаку напряжения на выходе синхронного детектора.Известен также способ определения типа проводимости слоев полупроводниковых структур, включающий формирбвание на полупроводниковых структурах скоса, обработку поверхности скоса в смеси на основе плавиковой кислоты и визуальную оценку обработанной поверхности, при этом обработку поверхности скоса ведут в режиме электрополирования при плотности тока 120 - 150 мА/см в течение 30 - 60 с при следующем соотношении компонентов, мол.%:Плавиковая кислота 2,5 - 5 Вода Остальное а тип проводимости определяют из соотношения линейных размеров образовавшихся ямок, причем меньшие, размеры ямок соответствуют слоям р-типа, а большие - и-типа.Однако указанные способы не позволяют определять тип проводимости базового слоя меза-диода в процессе его ФормированияЦель изобретения - обеспечение возможности определения типа проводимости,базового слоя в процессе формирования мезв-диода.Способ определения типа проводимости базового слоя полупроводникового меза-диода в процессе его формирования состоит в нанесении маскирующего покрытия площадью 31 на поверхность трехСлойной структуры с сильнолегированной подложкой, менее легированным базовым Слоем толщиной ЧЧ и сильнолегированным поверхностным слоем толщиной 1 с типом проводимости, противоположным типу проводимости подложки, травлении структуры на глубину б, причем б1+ Я, измерении емкости структуры С 1, удалении маскирую; щего покрытия до площади 52, травлении структуры на глубину х;х 1+Ю ИоЕЕо 31где щСгде е - диэлектрическая проницаемость полупроводника;е 0 - электрическая постоянная, измерении емкости структуры С 2 и определениитипа проводимости. базового слоя по соотношению емкостей С 1 и С 2,П р и м е р, Способ реализован на структурах кремния р - и - и и р - р - и,содержащих сил ьнолегирован ную под+ложку у с концентрацией акцепторов 5 10 см, и -сильнолегированный под-з +контактный слой с концентрацией доноров 1 10 см и толщиной 0,15 мкм. Базовый 5 слой и-типа в структуре р - п - и имеет+ +концентрацию доноров 8 10 смз и толщину 0,3 мкм. Базовый слой р-типа в структуре р+ - р - и+ имеет концентрацию акцепторов 6 10 смз и толщину 0,3 мкм.10 На структурах такого типа с последовательно напыленными на обе стороны пластины слоями металлов титана, палладия и золота методом Фотолитографии Формируют со стороны и -слоя маскирующие покры тия площадью 81 = 5,7 10 см, травятструктуру в травителе для кремния на глубину, примерйо вдова раза большую. суммарной толщины п и 5 (и или р) слоев, т.е.примерно на 0,9 мкм, На полученных меза диодах измеряютзначения емкости р-и-перехода С 1 при нулевом смещении. Для структуры р - и - и С 1 = 4,6 пФ, для структуры р - р - и+ С 1 = 3,89 пФ. Рассчитаннаяе.ео Я 1по значению С 1 величина Ио =, соС 1ставляет для структуры у - и - и 0,13 мкм, для структуры р - р - и 0,15 мкм.На измеренных меза-диодах удаляютчасть маскирующего покрытия до площади 52 = 1,96 10 см , используя Фотолитографию с совмещением и последовательное травление золота и палладия в "царской водке", титана - в ортофосфорной кислоте. Проводят травление полупроводниковыхмеза-диодов на глубину О;15 мкмх0,3 мкмв следующем растворе: 40 ч. 7%-ной НИОз:1 ч 48%-ной НЕ: 1 ч. СНЗСООН ледяной,Скорость травления кремниевой мезы составляетмкм/мин. Время травления Зс40 т 6 сНа протравленных Мезах измеряют значение емкости р - и-перехода С 2 при нулевомсмещении, Для структуры р - и . - и+ С 2 =-= 4,6 пФ, для структуры р+ - р - и С 2 =45: 1,3 пФ,1Сравнивая С 1 и С 2 получают для структуры р - и - и+ С 1 = Сг, т.е, р - и-переходрасположен у подложки и тип проводимостибазового слоя противоположен типу прово-димости подложки, для структуры р - р- иС 1С 2, р - и-переход расположен у приконтактного слоя и тип проводимости базовогослоя и подложки совпадают.55Предлагаемый способ позволяет достоверно определить тип проводимости базового слоя меза-диода в процессе егоформирования.1712906 Составитель А, КорнауховТехред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова Редактор А.Лежнина Заказ 535 Тираж Подписное .ВН 4 ИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/54 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 формула изобретения Способ, определения типа проводимо 1сти базового слоя меза-диода, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности определения типа проводимости базового слоя в процессе формирования меза-диода, наносят маскирующее покрытие площадью 31 на поверхность трехслойной структуры, состоящей из сильнолегированной подложки, слаболегированного базового слоя толщИной 9/ и вцсоколегированного поверхностного слоя толщиной с типом проводимости, противоположным типу проводимости подложки, травят структуру на глубину б, причем б+9/ измеряют емкость структуры С 1,удаляют маскирующее покрытие до площади Яг,травят структуру на глубину х;5х+ 9/ - МЧо,ЕЕ, 31С 1где а - диэлектрическая проницаемостьполупроводника;10 Ъ - электрическая постоянная,измеряют емкость структуры С 2 и определяют тип проводимости базового слоя посоотцошвнию емкостей С 1 и С 2.