плоскость (111) 6 пересекаются по линии пересечения 7; величина угла с берется такой, чтобы обеспечивалась визуализация р - л , переходов на наклоненной плоскости изготовляемой позднее и лежащей в кристаллографической плоскосги (111) 6, т.е. чем тоньше слои полупроводника 1, 2, тем более малой выбирают величину угла
На рабочую поверхность образца (см. фиг. 2) наносят маскирующий слой 8 стойкого к воздейсгвию анизотропного травителя материала, например, двуокиси кремния шш нитрида кремния, в котором способами фотолитографии изготавливают окно, край которого располагают на линии пересечения 7 рабочей поверхности образца с кристаллографической плоскостью (111). Край окна может быть прямолинейным, что требует его ориентации политти7, многоугольным или округлым, что не требует ориентации окна, так как в последних двух случаях всегда найдется сторона многоугольника или часть дуги, ориентированная почти параллельно .линии 7 пересечения рабочей поверхности образца с кристаллографической плоскостью (111).
Затем рабочую поверхность образца (часть ее, не защищенную маскирующим слоем 8) подвергают рельефному агшзотропному травле шю вдоль кристаллографической плоскости (111) составляющей угол oi. (2- 11) с рабочей поверхностью образца, погружая образец в жидкийанизотропный травитель.
А101:зотропные травители практически не растворяют материал монокристаллического полупроводника в направлениях, перпендикулярных кристаллографическим плоскостям (111) , и быстро растворяют материал полупроводника в других направлениях; составы анизотропных травителей для различных монокристаллическ1нх полупроводников (кремния, германия, арсенида галлия) известны.
Например, для кремния анизотропные гравители могут иметь следующий состав:
весовой водный раствор гидроокиси кагшя (применяется при температуре кипения);
гидразин-гидрат(Н2Н4НгО применяется при температуре кипения или близкой к ней))
раствор, содержащий 35,1% моль этилендиамина (W Hj -(CHjl,- ,7% моль пирокатехина (С,)} и 61,2% моль воды, (применяется при температуре 100-110- С);
В результате рельефного анизотропного травления образца получают наклоненную плоскость 9, составляющую угол ci с рабочей поверхностью образца и лежащую в кристаллографической плоскости (111) 6.
Подтравливание под край окна в маскирующем слое, расположенном по линии пересечения рабочей поверхности образца с кристаллографической плоскостью (111), отсутствует. На наклоненную плоскость выходят полупроводниковые слои
и разделяющие их р - п переходы; их линейные размеры (глубины) выглядят на наклоненной плоскости увеличенными в масштабе определяемом веливдной угла oL .
Промьшают образец, например в воде, азотной кислоте и снова в воде. Затем для визуализации положения P-TI переходов на наклоненной плоскости ее обрабатьшают в окрашивающих травителях, составы которых известны. Например, для кремния зто слабый раствор Си/N О с небольшой добавкой HF , или раствор, содержащий 100 г HF и 0,1 - 0,5 оба раствора применяют при сильном освещении окрашиваемой поверхности; при обработке поверхности в первом растворе медь осаждается на кремнии -п -типа и не осаждает на кремнии Р-типа, а при обработке во втором растворе кремний Р-типа темнее, чем кремний ti -типа. Измеряют положение р-п переходов на наклоненной плоскости и, зная угол ее наклона
cL по отношению к рабочей новерхности образца, определяют глубины зпитаксиальных и диффузионных слоев полупроводника.
Угол 0 между наклоненной кристаллографической плоскостью (111) и рабочей поверхностью образца и полсжение линии пересечения кристаллографической плоскости (111) и рабочей поверхности образца задают при разрезании монокристалла полупроводника на образцы-пластины или определяют на готовом образце, используя известные способы ориентирования монокристаллов; рентгеновский анализ с помощью лауэграмм; рентгеновский анализ с помощью кристаллоспектрометра и счетчика излучения,
установленного в положении, позволяющем регистрировать отражения под брзгговскими углами: оптический способ ориентации по световым фигурам.
Возможен и другой, более простой, способ определения веливдны угла о4 и положения линии пересечения кристаллографической плоскости (111) с рабочей поверхностью образца; в маскирующем слое изготавливают способами
фотолитографии окно круглой формы и обрабатьшают образец в анизотропном травителе.
Самая пологая и плоская стенка углубления, легко различимая на глаз, образуется у той части кольцевого края окна, которая параллельна
линии пересечения кристаллографической плоскости (111) и рабочей поверхности образца; наклон кристаллографической плоскости (111) по отнощению к рабочей поверхности образца определяют из соотношения глубины достаточно больщого углубления и видимой длины наклоненной плоскости простирающейся от рабочей поверхности образца до дна углубления.
Преимуществами предлагаемого способа измерения глубины эпитаксиальных и диффузионных
слоев монокристаллического полупроводника по
джвнению сю способом-прототипом (способом косого шлифа) являются;
исключения механического разрушения образца, удешевление и упрощение способа, обусловленные исключением трудоемкой операции точной механической шлифовки;
возможность исследования глубины локальных полупроводниковых слоев, образующих, например, отдельную транзисторную структуру, так как положение линии пересечения наклоненной плоскости и рабочей поверхности образца (линии 7 на фиг.2) определяется положением края окна в маскирующем слое 8 и задается методами фотолитографии весьма точно.
Практическое значение предлагаемого способа измерения глубины слоев монокристаллического полупроводника увеличивается благодаря тому, что большая часть монокристаллических кремниевых пластин, используемых промышленностью для производства полупроводниковых приборов и интегральных схем,имеете целью улзчшения качества эпитаксиальных слоев, рабочую поверхность.
разориентированную по отношению к кристаллографической плоскости (111) на угол 6°.
К этим типовым пластинам-образцам вполне применим предлагаемый способ измерения глубины полупроводниковых слоев.
Формула изобретения
Способ измерения глубины слоев монокристал. лического полупроводника, разделенных р- н, переходами, включающий изготовление плоскости, наклоненной к рабочей поверхности образца полупроводника, отличающий ся тем, что, с целью исключения механического разрушения образца полупроводника и обеспечения: возможности измерения глубины локальных слоев полупроводника, наклоненную плоскость изготавливают рельефным анизотропным травлением мо но к ристал лического полупроводника вдоль кристаллографической плоскости (111).
.1
.
