Способ измерения толщины полупроводниковых слоев материала Советский патент 1979 года по МПК G01B7/06 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СЛОЕВ МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено для контроля параметров полупроводниковых материалов при их изготовлении.

Известен способ измерения толщины полупроводниковых слоев, нанесенных на низкоомную подложку, основанный на регистрации интенсивности и угловой поляризации инфргкрасного излучения, отраженного от границы раздела слой - подложка 11.

ЬК-достатками этого способа являются низкая точность измерения толщины однородно легированной части слоя при наличии протяженных градиентов проводимости на границе слой - подложка и невозможность измерения слоев с высокоомной подложкой.

Известен также способ измерения толщины полупроводниковых слоев, по которому на изм ряемом слое формируют сферический шлиф, электрохимически декорируют щлиф, визуалоно измеряют диаметр или хорду декорированных колец на ш.яифе, рассчитывают величину толщины слоя 2.

Недостатками этого способа являются низкая точность измерения толщины однородно легированной части слоя при наличии протяженных градиентов проводимости на границе слой - подложка, ограниченная локальность измерений.

Наиболее близким к изобретению техническим рещение.м является способ измерения толщины полупроводниковых слоев материала, заключающийся в том, что вызывают локальный тепловой выброс вещества слоя пропусканием электрического тока между электродом и материалом. При этом возникает электрическая дуга, вызывающая нагревание вещества слоя и его испарение. Анализируя спектральный состав испаряющегося вещества, определяют момент достижения границы слоя. По глубине получившегося микроскола судят о толщине слоя 3.

Недостатком этого способа является сложность процесса измерения, обусловленная наличием операции определения спектрального состава испаряющегося вещества и затруднениями при измерении глубины

микроскола, так как он -имеет параболическую форму.

Целью изобретения является упрощение процесса измерения.

Цель достигается тем, что по предлагаеому способу электрод устанавливают на поверхности материала, а ток пропускают импульсами.

Кроме того, в качестве электрода испольуют жидкостный выпрямляющий контакт.

Ца чертеже изображена схема устройста, позволяющего реализовать описываемый способ.

Устройство состоит из генератора 1 тока, переключателя 2, резистора 3, Жидкостного контакта 4. Из.меряемый полупроводниковый слой 5 выращен на подложке 6.

Способ осуществляют следующим образом.

Замыканием цепи источника 1 тока переключателем 2 через резистор 3 и жидкостной контакт 4 пропускают импульсный ток (например, 1-3 импульса) в запирающий контакт полярности (например, отрицательная полярность к полупроводнику электронной проводимости) и с разностью потенциалов, превышающей напряжение пробоя полупроводника (например, 100 - 300 В).

При прохождении тока через полупроводниковый слой 5 создается резкий градиент температуры по глубине слоя, что приводит к локальному выбросу вещества в виде цилиндрической пробки. Выпрямляющие свойства KCjHTaKTa 4 увеличивают скорость нарастании теплового поля на границе спая слоя 5 с подложкой 6. Глубину или нескольких ямок, образованных в ноле кон.акта. измеряют, например, при по.мощи микроннтерферометр,- MHH-4. Дискретные

2

-1значения глубины различных ямок в поле контакта последовательно отождествляют с размером пространственного заряда при пробое слоя, с толщиной однородно легированной части слоя 5, металлургической толщиной подложки 6.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

State TechnologYi 964, August, p. 23.

109, № 2, p. 141.

л., 1970, с. 109-- 111 (прототип).

1/