Способ измерения толщины диффузионных и эпитаксиальных слоев

(72) Авторы , изобретения Н, Н. Цопкало и А, М, Светличный:, й Таганрогский радиотехнический институт им. ф. Д. Калмыкова Щфйнак ш пъ р .(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ДИффУЗИОННЫХ И ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЕВ15 1Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для межоцерационного контроля толщины, диффузионных и эпитаксиальных слоев полупроводниковых пластин.Известен способ измерения глубины залегания р- п -перехода, заключающийся в оценке состояния поляризации света, отраженного от пластины 1 1 3.Однако данный способ не всегда может быть использован для намеренияю глубины залегания р-и-ререходов на рабочих пластинах, так как легированные слои активных элементов микросхем чаото не имеют высокой концентрации примеси.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения толщины диффузионных и эпитаксиальных слоев полупроводниковой пластины, состоящий в том, что пластину помешают на металлическом основании и производят давление металлическим зондом на пластину со стороны диффузиоьного или эпитаксиального слоя в пределах упругих. деформаций, измеряя при этом фото-ЭДС, возникшую в результате воздействия света на пластину со стороны касания ее зондом 23 .Целью изобретения является повышение локальности, точности измерения и упрощение способа измерения толщины диффузионных и эпитаксиальных слоев диаметром 0,015-0,5 мм, расположенных на рабочих пластинах. Поставленная цель достигается тем,что согласно способу, заключающемся .втом, что пластину помешают на металлическом основании и производят давление металлическим зондом на пластинусо стороны диффузионного или эпитаксиального слоя в пределах упругих деформаций,. на измеряемую пластину подаютнапряжение смешения и фиксируют величину давления зонда на пластину в моментизменения тока, протекающего черезр-и -переход,1 располагают исследуемую пластину 10 и производят измерения.Порядок измерения следующий. Измерительный столик 8 разворачивают против часовой стрелки до упора, выбирают исследуемую область, разворачивают измерительный столик 8 по часовой стрелке до упора при этом исследуемая область располагается под зондом 7, который опускают на поверхность исследуемой области, Череззонд 7 и металлическое основание 1 на р- и -переход подают обратное смешение, зонд 7 нагружают разновесами до изменения тока через р-о -переход, фиксируют величину нагрузки в момент изменения тока и определяют глубину залегания р-п -перехода.Использование предложенного способа позволяет контролировать качество проведения диффузии, ионной имплатации или эпитаксии, что позволяет своевременно обнаружить бракованные полуфабрикаты и устранить отклонение в техническомсрежиме. Простота способа и применение недорогостоящего оборудования для его реализации позволяет использовать его на предприятиях страны, выпускающих микроэлектронные приборы. Формула изобретения Способ измерения толщины диффузионных и эпитаксиальных слоев полупроводниковой пластины, заключающийся в том, что пластину помешают на металлическом основании и производят давление металлическим зондом на пластину со стороны диффузионного или эпитаксиального слоя в пределах упругих деформаций, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения локальности, точности измерения и упрошенияспособа, на измеряемую пластину подают напряжение смещения и фиксируют величину давления зонде на пластину в момент изменения тока, протекающего через р-о -переход. Источники информации нриныгые во внимание при экспертизе 1. рЫ 5 Ег Ж. Я. ТоьпепЪсще И."Зп 1 ег Фегеесе тпе 1 %оса ее м 5 е. 2, Авторское свидетельство СССР Ию 561926, кл,б 02 Г 1/00, 1977(прототип). 3 983444 4На чертеже показана принципиальнаясхема устройства, реализуюшего предложенный способ,Схема состоит из основания 1, системы 2 перемещения тубуса 3 микроскопа,установленной на основании 1, переходного кольца 4, сменного объектива 5,соединенного через кольцо 4 с тубусом3, оправки 6 штока нагружаюшего механизма, идентируюшего зонда 7 из 10твердого материала (например, карбидавольфрама), закрепленного в оправке 6,измерительного столика 8, на которомразмешена исследуемая рабочая пластина10, прибора 11 для наблюдения вольтамперной характеристики, присоединенногок диску 9 и зонду 7,Способ осушествляется следующим об-разом.Индентирующий зонд 7 касается геометрического центра исследуемой области с погрешностью воспроизведения координат не более + 3 мкм. Когда механические напряжения от, давления зонда7 достигают р- п -перехода, из-за изменения ширины запрещенной зоны напряженной части кристалла изменяетсяток через р- и -переход. При разных толшинах диффузионного или эпитаксиальногослоя необхсдимы различные усилия нажатия зонда 7, при которых напряжения вкристалле достигают р-и -перехода,Для точной установки зонда 7 в иоследуемую область необходимо выполнитьюстировку микроскопа, которая заклю 35чается в следующем. На металлическомосновании 1 размещают стеклянную пластину с фотоэмульсионным слоем, на который наносят метку. Измерительныйстолик Я разворачивают против часовойстрелки до упора и с помошью микрометрических винтов метку устанавливают вцентре перекрестия сетки винтового окуляр-микрометра. Затем измерительныйстолик 8 разворачивают по часовой стрел 45ке до упора и зонд 7, закрепленный в оправке 6 штока нагружаюшего механизма,устанавливают над меткой. С помощьюмикрометрических винтов измерительногостолика 8 метку на стеклянной пластине смешают в сторону иэ-под зонда 7.56Последний опускают на поверхностьэмульсионного слоя, полученные следызондов описанным ранее способом раополагают в поле зрения микроскопа иподводят с помощью центровочных винтов к перекрестию. Вместо стекляннойспластины на металлическом основании, 4 11 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектн Тираж 6ИПИ Госудапо делам изо035, Москва 14рственного комитбретений и откЖ, Раушс одписноета ССС тийя наб.,