DD285436A5 - Verfahren und vorrichtung zur lateralen und vertikalen schichtdickenkontrolle - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur lateralen und vertikalen schichtdickenkontrolle Download PDFInfo
- Publication number
- DD285436A5 DD285436A5 DD33005989A DD33005989A DD285436A5 DD 285436 A5 DD285436 A5 DD 285436A5 DD 33005989 A DD33005989 A DD 33005989A DD 33005989 A DD33005989 A DD 33005989A DD 285436 A5 DD285436 A5 DD 285436A5
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- lateral
- transitions
- anodic oxidation
- vertical
- platinum
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 12
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 claims description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 2
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 claims 2
- 101001126084 Homo sapiens Piwi-like protein 2 Proteins 0.000 claims 1
- 102100029365 Piwi-like protein 2 Human genes 0.000 claims 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 claims 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 claims 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010407 anodic oxide Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 108091081062 Repeated sequence (DNA) Proteins 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
Verfahren und Vorrichtung zur lateralen und vertikalen Schichtdickenkontrolle fuer die Fertigungskontrolle von Halbleiterbauelementen, insbesondere auf Siliziumbasis, die ganzflaechig oder lateral selektiv p-n- und/oder l-h-UEbergaenge aufweisen. Aufgabe ist die Bestimmung lateraler und vertikaler Abstaende im Bereich von einigen 10 nm bis zu einigen 10 mm mit einem maximalen relativen Fehler * Die erfindungsgemaesze Loesung besteht in der selektiven anodischen Oxidation mit Brauchwasser als Elektrolyt, wobei p-n-UEbergaenge in Fluszrichtung, n-p-UEbergaenge in Sperrichtung betrieben den Volumengleichgewichtswert der jeweiligen UEbergaenge abbilden. Der nach Oxidabloesung, insbesondere nach mehrfacher anodischer Oxidation in steigender Qualitaet mikroskopisch oder profilometrisch auswertbare topografische Kontrast ist eine weitere Auswertbasis.{Schichtdickenkontrolle, vertikal, lateral; Halbleiterbauelemente; anodische Oxidation; selektiv}
Description
fehlerbehaftete Schrägschliffe werden durch eine wiederholte Folge selektiv Oxidation-Oxidablösung gebessert, wobei gleichzeitig ein optisch und/oder profilometrisch mit steigender Behandlungsfolge immer besser auswertbares Oberflächenrelief entsteht. Es wurde festgestellt, daß p-n-Übergänge in Flußrichtung, n-p-Übergänge in Sperrichtung gepolt, innerhalb eines experimentell zu prüfenden Zeilspannungsintervalls die reale Lage des betreffenden Überganges, d. h. den Volumengleichgewichtswert, widerspiegeln, während bei umgekehrter Polung der durch Oberflächenladung verfälschte Meßwert bestimmbar ist. Gleiches gilt für die, aus den selektiven Oxidationsprozessen folgenden, nach Oxidablösung sichtbaren bzw. profilometrisch erfaßbaren topografischen Effekte, die die Bestimmung der Lage von Übergängen z.B. mittels Winkel-Längen-Meßmethodik gestatten.
Der Oberflächenschutz der Proben kann entweder durch prozeßtypisch vorhandene Dotantengläser oder auch durch bei T < 6000C abscheidbare Isolatorschichten realisiert werden. Die Metallisierungsstruktur wirkt sich nicht störend auf die Erreichbarkeit der dargelegten Ergebnisse aus.
1. Eine mit Phosphorsilikatglas passivierte, ganzflächig mittels Phosphor diffundierte schräggeschliffene Probe mit den Abmessungen 20mm χ 5mm und der Dicke von etwa 400pm wird, von der diffundierten Seite her ohmisch kontaktiert, anodisch mit U^, = 80V 4 Minuten in einer elektrolytischen Anordnung mit Brauchwasser als Elektrolyt belastet. Optimale Ergebnisse der selektiven Oxidation werden bei minimalem Abstand Katode-Anode erreicht. Die Beleuchtungsstärke beträgt 5CX)Ix. Katode und Siliziumprobenkontakt sind aus Platin gefertigt. Die Stromstärke, die zu Belastungsbeginn 4OmA betrug, ist nach 4 min stetig auf 8 mA gefallen. Der Übergang zum p-Substrat ist mikroskopisch durch Farbkontrast, nach Ablösen der Phosphorglas- und anodischen Oxidschicht mittels Flußsäure durch Topografiekontrast auswertbar.
2. Eine schräggeschliffene Siliziumprobe, die n-p-n/n+-Transistorstrukturen enthält, wird der gemäß Beispiel 1 formulierten Belastung unterzogen. Infolge Fehlerhaftigkeit der Schliffpräparation ist es notwendig, die Folge anodische Oxidation/ Oxidablösung viermal zu wiederholen. Im Ergebnis sind im anodischen Qxidbild, bedingt durch die lokal selektive Oxidationsrate, der Emitter-Basis-, der Basis-Kollektor-Übergang einschließlich des vorhandenen Emitter-Dips und der n/n+-Übergang einschließlich der Ausdiffusionszone aus dem n+-Substrat sichtbar.
Die durch die genannte Präparationsfolge anodische Oxidation/Oxidablösung entwickelbaren und stufenweise verbesserungsfähigen topografischen Effekte weisen die bereits im selektiven Oxidbild genannten Details aus, die wahlweise meßmikroskopisch oder profilometrisch auswertbar sind.
3. Eine schräggeschliffene, ganzflächig einer Bor-Diffusion unterzogene Siliziumprobe vom η-Typ wird anodisch in einer aus Platin-Katode und Brauchwasser bestehenden elektrolytischen Anordnung belastet, wobei der ohmsche Probenkontakt mittels Platin auf der bordiffundierten Seite nach partieller Ablösung des Borsilikatglases, unter Umständen mit Hilfe von Reibelot realisiert ist.
Claims (3)
1. Verfahren zur lateralen und vertikalen Schichtdickenkontrolle von p-n- bzw, n-p-Ütoergängen und/ oder Dotantenausdiffusionsbereichen und/oder Iow-high-Zonenfolgen, u.U. korn Diniert mit intrinsischen Gebieten, zum Ausschluß und Ausweis verfälschender, insbesondere bei schräggeschliffenen Si-Proben wirksamen Oberflächeneffekten, mittels selektiver anodischer Oxidation, wobei die Probenoberfläche vollständig oder lateral selektiv durch gegen anodische Oxidation resistente Schichten geschützt ist, gekennzeichnet dadurch, daß die schräggeschliffenen Siliziumproben mittels Platinkontakt ohmisch kontaktiert und anodisch, zum Ausschluß der oberflächenverfälschten Meßwerte, bei p-n-Übergängen mit angelegter Flußspannung von 25 V bis 400 V, bei n-p-Übergängen mit angelegter Sperrspannung von 25 V bis 400 V, und zum Ausweis der oberflächenverfälschten Meßwerte die selektive anodische Oxidation bei Umkehr der Belastung in Fluß- bzw. Sperrichtung geschaltet werden, gleichzeitig erfolgt die Einwirkung von polychromatischem Licht 30sec bis 20min mit Beleuchtungsstärken zwischen 30Ix und 600Ix im Temperaturintervall 0cCT80oC, danach wird der durch die überhöhte selektive Oxidationsrate nach der Oxidablösung entstandene Topographiekontrast lichtmikroskopisch oder profilome'crisch ausgewertet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die elektrische Belastung und die Beleuchtung impulsförmig im Frequenzbereich von 3Hz bis 15Hz erfolgen.
3. Vorrichtung zur lateralen und vertikalen Schichtdickenkontrolle mittels anodischer Oxidation, gekennzeichnet dadurch, daß als Elektrolyt Brauchwasser, als Katode Platin und als Anode die mittels Platin ohmisch kontaktierte Si-Probe angeordnet ist.
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle der vertikalen und/oder lateralen Ausdehnung von Zonen in Halbleiterbauelementen und/oder Kontrollscheiben auf Siliziumbasis, die n-p- bzw. p-n-Übergänge und/oder low-high-Zonenfolge.', u. U. kombiniert mit intrinsischen Gebieten, einzeln oder zusammengesetzt enthalten.
Charakteris 'Jk des bekannten Standes der Technik
Dia bekannten, im wesentlichen Schrägschliff voraussetzenden Routinemethoden werden in einem Beitrag von S. M. Hu in J. Appl. Phys. 53 (3) March 1982 pp. 1499-1510 einer grundlegenden Kritik unterzogen. Wesentliche Aussage ist, daß die elektronische Wirksamkeit der vorgenommenen Probenpräparation, insbesondere des Schrägschliffs, sich stark auf die Lage der ζ. β. mittels Staining- oder Ausbreitungswiderstands-Technik detektieren Übergänge auswirken, so daß erheblich vom Volumenwert abweichende, oberflächenverfälschte Meßwerte ermittelt werden. Dieser somit physikalisch bedingte Widerspruch kann auch nicht, wie im WP 226693 formuliert, durch Polung der elektrolytisch zu dekorierenden Übergänge in Durchlaßrichtung gelöst werden.
Ziel der Erfindung
Ziel ist die Erarbeitung einer routinemäßig mit geringem Aufwand realisierbaren Methodik zur Bestimmung der lateralen und/oder vertikalen Lage von p-n, n-p- und Iow-high-Zonenfolgen, wobei intrinsische Gebiete enthalten sein können, um durch die gewonnenen Meßergebnisse die Steuerbarkeit der Produktion zu sichern.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist, bei lateralen und vertikalen Dimensionen von einigen 10 nm bis etwa 20 pm-Zonenfolgen der genannten Art betreffend- unter Ausschluß bzw. Ausweis verfälschend wirkender Oberflächenladungsoffekte Maximalfehler < ±2,5 % zu sichern und die Übergänge mit einem Fehler der Reproduzierbarkeit 1 %, bevorzugt 0,1 % zu messen. Gleichzeitig ist die Breite der z. B. durch thermische Belastung von Iow-high-Übergängen sich ausbildenden Übergangszonen auszuweisen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe wie folgt gelöst.
Schräggeschliffene Siliziumproben, die die genannten Zonenfolgen einzeln oder kombiniert enthalten, werden mittels Platin-Druckkontaxt ohmisch kontaktiert und anodisch geschaltet in einer elektrolytischen Anordnung, bestehend aus Platin-Katode und Brauchwasser als Elektrolyt. Während einer Zeit von 30scc bis 20min erfolgt die Einwirkung von polychromatischem Licht mit einer Beleuchtungsstärke von 300Ix bis 600Ix im Temperaturbereich von 00C < T < 800C bei einer Zellspannung von 25V < U < 400V, bevorzugt im Bereich 25 < U < 100V lateral und vertikal selektiv oxidiert. Die pulsierende elektrische und lichtoptische Belastung in einem Frequenzbereich von 3Hz < f < 15Hz ist in den meisten Fällen, insbesondere bei größerer Probengeometrie, von Verteil. Mittels Profilometer wurde festgestellt, daß die Oxidationsrate direkt am p-n-Übergang ein Maximum besitzt. Nach Oxidablösung erscheint an dessen Stellen entsprechend eine grubenförmige Vertiefung. Reale
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD33005989A DD285436A5 (de) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | Verfahren und vorrichtung zur lateralen und vertikalen schichtdickenkontrolle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD33005989A DD285436A5 (de) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | Verfahren und vorrichtung zur lateralen und vertikalen schichtdickenkontrolle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD285436A5 true DD285436A5 (de) | 1990-12-12 |
Family
ID=5610280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD33005989A DD285436A5 (de) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | Verfahren und vorrichtung zur lateralen und vertikalen schichtdickenkontrolle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD285436A5 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002003448A1 (en) * | 2000-07-04 | 2002-01-10 | Gagik Ayvazyan | Method of determination of silicon p-n junction depth |
-
1989
- 1989-06-28 DD DD33005989A patent/DD285436A5/de not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002003448A1 (en) * | 2000-07-04 | 2002-01-10 | Gagik Ayvazyan | Method of determination of silicon p-n junction depth |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2554536C2 (de) | Verfahren zum Bestimmen der Breite und/oder des Schichtwiderstandes von flächenhaften Leiterzügen integrierter Schaltungen | |
| DE2125456C3 (de) | Verfahren zur Ermittlung des Schichtwiderstandes oder einer hiermit zusammenhängenden Größe, insbesondere bei der Herstellung einer Halbleiteranordnung, Anwendung dieses Verfahrens sowie Meßvorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens | |
| DE69120032T2 (de) | Verfahren zur Feststellung der elektrischen Eigenschaften eines Silizium-Monokristalles | |
| DE2421111A1 (de) | Anordnung und verfahren zum feststellen und messen der ausrichtung oder fehlausrichtung zwischen zwei gegenstaenden | |
| WO1988009053A1 (fr) | Procede et installation pour determiner l'epaisseur de couche dans des configurations de semi-conducteurs en couches | |
| DE2439795A1 (de) | Verfahren und einrichtung zum feststellen der beendigung des aetzvorganges beim abaetzen von oxydschichten auf halbleiteroberflaechen | |
| DE69119365T2 (de) | Verfahren zur Analyse von Metallverunreinigungen in dem oberflächigen Oxidfilm eines Halbleitersubstrats | |
| DE2526507A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer halbleiterschicht | |
| EP0295440B1 (de) | Verfahren und Messvorrichtung zur Bestimmung der Diffusionslänge der Minoritätsladungsträger zur zerstörungsfreien Detektion von Defekten und Verunreinigungen in Halbleiterkristallkörpern | |
| DE69216223T2 (de) | Verfahren zum Messen des Grades der Planheit einer dielektrischen Schicht in einer integrierten Schaltung und integrierter Schaltung mit einer Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens | |
| DD285436A5 (de) | Verfahren und vorrichtung zur lateralen und vertikalen schichtdickenkontrolle | |
| DE2707372C2 (de) | Verfahren zum Ätzen von Silicium unter Anlegung einer elektrischen Spannung | |
| DE102018222498A1 (de) | Testbedingungen bestimmendes Gerät und Testbedingungen bestimmendes Verfahren | |
| DE1225768B (de) | Verfahren zum eindimensionalen Bestimmen von Diffusionsprofilen in Halbleiterkoerpern | |
| DE590678C (de) | Zelle zum Messen der Feldstaerke bzw. Induktion magnetischer Felder | |
| DE3413762A1 (de) | Vorrichtung zur coulometrischen dickenbestimmung von metallschichten | |
| DE69022101T2 (de) | Vorrichtung zum Aufsuchen von Störungen bei der Herstellung von phototechnisch realisierten Überzügen auf Leiterplatten. | |
| DE102023000854A1 (de) | Verfahren zur störungsreduzierten Messung und/oder Überwachung des pH-Wertes eines Mediums und dazugehörige Vorrichtung | |
| DE112016007497T5 (de) | Plattiervorrichtung | |
| EP0253420A1 (de) | Anordnung und Verfahren zum elektrochemischen Aetzen von Silizium | |
| DE3824478C1 (en) | Method and device for the determination of the density of micropores in insulator layers on conductive or semiconductive substrates | |
| EP1252497B1 (de) | Verfahren zur untersuchung oder zum strukturieren einer oberflächenschicht | |
| DD292938A5 (de) | Verfahren zur streufaehigkeitskontrolle bei der strukturierten galvanischen metallabscheidung | |
| DD298562A5 (de) | Kontrollverfahren | |
| DE3136822A1 (de) | Feststellung von fehlern in anodisch oxidierbaren metallschichten |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| VZ | Disclaimer of patent (art. 11 and 12 extension act) |