JPH071780B2 - エピタキシャルウエーハの遷移領域の評価方法 - Google Patents
エピタキシャルウエーハの遷移領域の評価方法Info
- Publication number
- JPH071780B2 JPH071780B2 JP63296321A JP29632188A JPH071780B2 JP H071780 B2 JPH071780 B2 JP H071780B2 JP 63296321 A JP63296321 A JP 63296321A JP 29632188 A JP29632188 A JP 29632188A JP H071780 B2 JPH071780 B2 JP H071780B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- peak
- transition region
- epitaxial wafer
- interferogram
- scanning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000007704 transition Effects 0.000 title claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 16
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 12
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 11
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 4
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 4
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/131—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by using epitaxial growth
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シリコンエピタキシャルウエーハの気相成長
層の基板との成長界面におけるドーパントのプロファイ
ルの評価法に関し、特に赤外線マイケルソン干渉法によ
って、成長界面の反射によって得られる走査型インタフ
エログラムの波形の解析を、その評価手段とする方法に
関する。
層の基板との成長界面におけるドーパントのプロファイ
ルの評価法に関し、特に赤外線マイケルソン干渉法によ
って、成長界面の反射によって得られる走査型インタフ
エログラムの波形の解析を、その評価手段とする方法に
関する。
エピタキシャル成長技術は、バイポーラトランジスタや
バイポーラICの分野から、最近ではMOSICの分野にまで
その応用が広がっている基本的な半導体電子装置製造技
術の一つである。
バイポーラICの分野から、最近ではMOSICの分野にまで
その応用が広がっている基本的な半導体電子装置製造技
術の一つである。
しかしながら、エピタキシャル成長技術は、通常高濃度
の活性不純物がドープされた単結晶基板上に、高温で場
合によっては単結晶と反応性の強い雰囲気で実施される
ために、その成長界面近傍では、その単結晶基板中の活
性不純物の一部が成長層中に取り込まれ、成長層中に活
性不純物濃度が変化する領域（以下、これを遷移領域と
いう）を生ずる。かかる遷移領域は、単結晶基板中の活
性不純物の熱拡散領域と化学反応を経由する、所謂オー
トドーピング領域とからなり、その両者は混在するのが
普通である。
の活性不純物がドープされた単結晶基板上に、高温で場
合によっては単結晶と反応性の強い雰囲気で実施される
ために、その成長界面近傍では、その単結晶基板中の活
性不純物の一部が成長層中に取り込まれ、成長層中に活
性不純物濃度が変化する領域（以下、これを遷移領域と
いう）を生ずる。かかる遷移領域は、単結晶基板中の活
性不純物の熱拡散領域と化学反応を経由する、所謂オー
トドーピング領域とからなり、その両者は混在するのが
普通である。
最近、高周波特性の改善その他の理由によって、エピタ
キシャル成長層の膜厚は、著しく薄いものが要求され、
0.5μｍに満たない要求もある。また膜厚が充分に厚い
場合、例えば10μｍの場合でも、半導体素子の設計上、
成長界面近傍のドーパントの変化即ち遷移領域の拡がり
及びそのドーパントレベルの変化の仕方が問題となる。
キシャル成長層の膜厚は、著しく薄いものが要求され、
0.5μｍに満たない要求もある。また膜厚が充分に厚い
場合、例えば10μｍの場合でも、半導体素子の設計上、
成長界面近傍のドーパントの変化即ち遷移領域の拡がり
及びそのドーパントレベルの変化の仕方が問題となる。
従来、かかる遷移領域の評価のために種々の方法が提案
され試みられているが、その評価方法が複雑で能率的で
ないことや、また破壊方法であるという理由で満足すべ
きものがなかった。
され試みられているが、その評価方法が複雑で能率的で
ないことや、また破壊方法であるという理由で満足すべ
きものがなかった。
例えば、拡がり抵抗法は、第８（ａ）図に示すように基
板ｂ上にエピタキシャル層ｅを備えたウエーハより5mm
×5mm程度のチップ100を切り出し、それを１〜５°程度
に斜め研磨してオスミウムプローブ101,101で拡がり抵
抗を測定し、第８（ｂ）図に示すように遷移領域Ｔを求
める。
板ｂ上にエピタキシャル層ｅを備えたウエーハより5mm
×5mm程度のチップ100を切り出し、それを１〜５°程度
に斜め研磨してオスミウムプローブ101,101で拡がり抵
抗を測定し、第８（ｂ）図に示すように遷移領域Ｔを求
める。
この方法では測定に30分以上の時間を必要とし、しかも
破壊検査となる。
破壊検査となる。
他の従来法の一つであるＣ−Ｖ法は、第９（ａ）図に示
すように、エピタキシャルウエーハの表面に酸化膜を介
して金属電極を形成し、これと背面に形成したオーミッ
ク接触電極との間で容量−電圧特性を測定し、そのデー
タから第９（ｂ）図のように不純物濃度を表面よりの深
さのプロファイルを得る。
すように、エピタキシャルウエーハの表面に酸化膜を介
して金属電極を形成し、これと背面に形成したオーミッ
ク接触電極との間で容量−電圧特性を測定し、そのデー
タから第９（ｂ）図のように不純物濃度を表面よりの深
さのプロファイルを得る。
この方法も測定に30分以上の時間を必要とし、破壊検査
となる。又不純物濃度が１×1016atoms/cc以上になると
空乏層の拡がりがほとんどなくなり、測定が不可能とな
る。
となる。又不純物濃度が１×1016atoms/cc以上になると
空乏層の拡がりがほとんどなくなり、測定が不可能とな
る。
本発明は従来法の欠点を改善するために、極めて短時間
で且つ非破壊的なシリコンエピタキシャルウエーハの成
長界面近傍の成長層における熱拡散、及び／又はオート
ドーピングによって起こる基板単結晶の高濃度活性不純
物の混入の状態を、赤外線マイケルソン干渉法を用いて
評価し、遷移領域の幅を定量するための方法を提供する
ことを目的とする。
で且つ非破壊的なシリコンエピタキシャルウエーハの成
長界面近傍の成長層における熱拡散、及び／又はオート
ドーピングによって起こる基板単結晶の高濃度活性不純
物の混入の状態を、赤外線マイケルソン干渉法を用いて
評価し、遷移領域の幅を定量するための方法を提供する
ことを目的とする。
そこで本発明の一手段は、シリコンエピタキシャルウエ
ーハのエピタキシャル成長層の成長界面近傍における赤
外線マイケルソン干渉法による走査型のインタフエログ
ラム、又はこれに相当する電気信号を得、その一方のサ
イドバース波形のピークとピーク又はピークとボトムと
の間隔を測定し、この測定値と前述の従来法による遷移
領域幅の測定値とを比較し、該インタフエログラムから
の測定値から遷移領域幅を読み取るようにした。
ーハのエピタキシャル成長層の成長界面近傍における赤
外線マイケルソン干渉法による走査型のインタフエログ
ラム、又はこれに相当する電気信号を得、その一方のサ
イドバース波形のピークとピーク又はピークとボトムと
の間隔を測定し、この測定値と前述の従来法による遷移
領域幅の測定値とを比較し、該インタフエログラムから
の測定値から遷移領域幅を読み取るようにした。
また他の本発明の手段では、上記インタフエログラム波
形のピークとボトムの高さの差（反射光量の差）と前述
の従来法による遷移領域幅の測定値とを比較し、該イン
タフエログラムの測定値から遷移領域幅を読み取るよう
にした。
形のピークとボトムの高さの差（反射光量の差）と前述
の従来法による遷移領域幅の測定値とを比較し、該イン
タフエログラムの測定値から遷移領域幅を読み取るよう
にした。
本発明の適用にあっては、基板単結晶のドーパントレベ
ルは１×1018atoms/cc以上であり、また気相成長層のド
ーパントレベルは１×1017atoms/cc以下であることが必
要である。これは赤外線が成長界面で反射することと、
入射反射光が成長層を効率よく透過することの２条件か
ら要求される。
ルは１×1018atoms/cc以上であり、また気相成長層のド
ーパントレベルは１×1017atoms/cc以下であることが必
要である。これは赤外線が成長界面で反射することと、
入射反射光が成長層を効率よく透過することの２条件か
ら要求される。
赤外線マイケルソン干渉法によるシリコンエピタキシャ
ルウエーハの走査型インタフエログラムは、エピタキシ
ャル成長層の厚さを測定する手段として多用されてい
る。この場合、走査型インタフエログラムは、マイケル
ソン干渉計の検出信号としては、エピタキシャル層表面
の反射光、及び基板との成長界面からの反射光とがビー
ム・スプリッタを介して、固定ミラー及び走査ミラーに
到達し、更に反射してビーム・スプリッタに再び戻り、
それらは検出器で検出測定される。走査ミラーが固定ミ
ラーに対して遅れゼロの位置及びこれに対しいずれかの
側にＬ＝2NDcosφ′の距離だけ離れた位置にある時に、
検出器の受光量は最大になり変換された電気信号はピー
クとなる。ここでＬが走査ミラーの位置、Ｎはエピタキ
シャル成長層の屈折率、Ｄは成長層の厚さ、φ′はエピ
タキシャル成長表面の法線に対する入射光のエピタキシ
ャル成長層中の進行方向との角度である。走査型インタ
ーフエログラムは、第１図のように中央のセンタバース
トの左右の２個のサイドバーストからなる。
ルウエーハの走査型インタフエログラムは、エピタキシ
ャル成長層の厚さを測定する手段として多用されてい
る。この場合、走査型インタフエログラムは、マイケル
ソン干渉計の検出信号としては、エピタキシャル層表面
の反射光、及び基板との成長界面からの反射光とがビー
ム・スプリッタを介して、固定ミラー及び走査ミラーに
到達し、更に反射してビーム・スプリッタに再び戻り、
それらは検出器で検出測定される。走査ミラーが固定ミ
ラーに対して遅れゼロの位置及びこれに対しいずれかの
側にＬ＝2NDcosφ′の距離だけ離れた位置にある時に、
検出器の受光量は最大になり変換された電気信号はピー
クとなる。ここでＬが走査ミラーの位置、Ｎはエピタキ
シャル成長層の屈折率、Ｄは成長層の厚さ、φ′はエピ
タキシャル成長表面の法線に対する入射光のエピタキシ
ャル成長層中の進行方向との角度である。走査型インタ
ーフエログラムは、第１図のように中央のセンタバース
トの左右の２個のサイドバーストからなる。
本発明は、かかる走査型インタフエログラムの左右何れ
かのサイドバーストの波形を解析し、そのピークとピー
ク或いはピークとボトムとの距離及びピークとボトムの
高さの差（反射光量の差）と、従来法の例えば拡がり抵
抗法の測定値とを比較して、一定の関係にあることが判
明したので、その関係を利用し、シリコンエピタキシャ
ル層の走査型インタフエロメーターの波形から界面近傍
の活性不純物高濃度領域の幅を定量するものである。更
に正確にいうと、エピタキシャル成長界面が、場合によ
っては２μｍ位もほぼ基板に近い活性不純物領域がエピ
タキシャル成長層に形成されており、それだけ電子装置
を形成するに際し、厚さ方向の有効距離は成長界面より
それだけ変化する。この遷移領域幅は、電子装置の設計
上無視出来るものではない。ここでいう遷移領域幅は、
拡がり抵抗法で測定されたエピタキシャル成長層及び基
板界面近傍のドーパントの変化を示した第２図のT.W.を
いう。
かのサイドバーストの波形を解析し、そのピークとピー
ク或いはピークとボトムとの距離及びピークとボトムの
高さの差（反射光量の差）と、従来法の例えば拡がり抵
抗法の測定値とを比較して、一定の関係にあることが判
明したので、その関係を利用し、シリコンエピタキシャ
ル層の走査型インタフエロメーターの波形から界面近傍
の活性不純物高濃度領域の幅を定量するものである。更
に正確にいうと、エピタキシャル成長界面が、場合によ
っては２μｍ位もほぼ基板に近い活性不純物領域がエピ
タキシャル成長層に形成されており、それだけ電子装置
を形成するに際し、厚さ方向の有効距離は成長界面より
それだけ変化する。この遷移領域幅は、電子装置の設計
上無視出来るものではない。ここでいう遷移領域幅は、
拡がり抵抗法で測定されたエピタキシャル成長層及び基
板界面近傍のドーパントの変化を示した第２図のT.W.を
いう。
第２図は左側が気相成長層で、a,a0は一定なドーパント
レベルである。右側は基板でe0は基板のドーパントレベ
ルである。図のb0,c0,d0がドーパント濃度レベルが変化
する領域で、c0は片対数表示でほぼ直線であり、この延
長とa,a0レベルとe0レベルとの交点p1及びp2の深さの差
を本発明において遷移領域幅（T.W.）と定義する。
レベルである。右側は基板でe0は基板のドーパントレベ
ルである。図のb0,c0,d0がドーパント濃度レベルが変化
する領域で、c0は片対数表示でほぼ直線であり、この延
長とa,a0レベルとe0レベルとの交点p1及びp2の深さの差
を本発明において遷移領域幅（T.W.）と定義する。
本発明のサイドバーストのピークとピーク或いはピーク
とボトムの距離及び及びピークとボトムの高さの差は、
遷移領域幅と一定の関係にあり、インタフエログラムの
波形の前述の諸数値と強い相関がある。繰り返し測定に
よれば、約２μｍの遷移領域幅に対し、約10回の測定で
くり返し精度は４％以下である。この精度は充分実用に
なる。
とボトムの距離及び及びピークとボトムの高さの差は、
遷移領域幅と一定の関係にあり、インタフエログラムの
波形の前述の諸数値と強い相関がある。繰り返し測定に
よれば、約２μｍの遷移領域幅に対し、約10回の測定で
くり返し精度は４％以下である。この精度は充分実用に
なる。
以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明す
る。
る。
第３図は、本発明のシリコンエピタキシャルウエーハの
エピタキシャル層の基板との界面近傍の遷移領域におけ
る活性不純物分布を評価するための、赤外線マイケルソ
ン干渉計による走査型インタフエログラムを測定する装
置の原理図である。その基本構成と動作原理を説明する
と、構成は赤外線光源１、シリコンエピタキシャルウエ
ーハＳ、走査ミラー３、固定ミラー４、シリコンエピタ
キシャルウエーハＳとビーム・スプリッタ２、検出器５
等からなり、シリコンエピタキシャルウエーハＳに赤外
線光源１より入射した光源が、シリコンエピタキシャル
ウエーハＳの表面のエピタキシャルウエーハ層ｌの表面
ａ及び成長界面ｂからの反射光が走査ミラー３及び固定
ミラー４へ到達し、これらからの反射光が更に検出器５
に入射する。そして上記光路中のビーム・スプリッタ２
が介在する。前記走査ミラーはその光軸上方向に可動
で、その位置は干渉計などにより精密に測定される。
エピタキシャル層の基板との界面近傍の遷移領域におけ
る活性不純物分布を評価するための、赤外線マイケルソ
ン干渉計による走査型インタフエログラムを測定する装
置の原理図である。その基本構成と動作原理を説明する
と、構成は赤外線光源１、シリコンエピタキシャルウエ
ーハＳ、走査ミラー３、固定ミラー４、シリコンエピタ
キシャルウエーハＳとビーム・スプリッタ２、検出器５
等からなり、シリコンエピタキシャルウエーハＳに赤外
線光源１より入射した光源が、シリコンエピタキシャル
ウエーハＳの表面のエピタキシャルウエーハ層ｌの表面
ａ及び成長界面ｂからの反射光が走査ミラー３及び固定
ミラー４へ到達し、これらからの反射光が更に検出器５
に入射する。そして上記光路中のビーム・スプリッタ２
が介在する。前記走査ミラーはその光軸上方向に可動
で、その位置は干渉計などにより精密に測定される。
次に、上述の赤外線マイケルソン干渉計から得られた走
査型インタフエログラムの波形解析の結果を説明し、そ
のサイドパーストのピークとピーク或いはピークとボト
ムとの間隔が、既に第２図で説明したエピタキシャル成
長界面の遷移領域幅（T.W.）と相関関係があり、更に同
じ遷移領域幅（T.W.）が上記インタフエログラムのピー
クとボトムの高さの差（光量の差）とも相関関係がある
ことを実施例をもって示す。また、基準となる遷移領域
幅の測定は、拡がり抵抗法を採用した。
査型インタフエログラムの波形解析の結果を説明し、そ
のサイドパーストのピークとピーク或いはピークとボト
ムとの間隔が、既に第２図で説明したエピタキシャル成
長界面の遷移領域幅（T.W.）と相関関係があり、更に同
じ遷移領域幅（T.W.）が上記インタフエログラムのピー
クとボトムの高さの差（光量の差）とも相関関係がある
ことを実施例をもって示す。また、基準となる遷移領域
幅の測定は、拡がり抵抗法を採用した。
第４図、第５図は、遷移領域幅の異なる資料について測
定されたそれぞれ拡がり抵抗法のT.W.値と、インタフエ
ログラム波形のピークとピークの距離の関係及びピーク
とボトムの距離の関係をグラフで示したものである。イ
ンタフエログラムのサイドバーストの測定対象のピーク
とボトムは、最大のピークを中心にして第６図において
ピークとピークの間隔はd1、ピークとボトムはd2のよう
に選定し、それぞれd1，d2を測定した。
定されたそれぞれ拡がり抵抗法のT.W.値と、インタフエ
ログラム波形のピークとピークの距離の関係及びピーク
とボトムの距離の関係をグラフで示したものである。イ
ンタフエログラムのサイドバーストの測定対象のピーク
とボトムは、最大のピークを中心にして第６図において
ピークとピークの間隔はd1、ピークとボトムはd2のよう
に選定し、それぞれd1，d2を測定した。
第４図は、サイドバーストのピークとピーク間の距離
と、拡がり抵抗法による遷移領域幅との相関図である。
実験は成長条件の異なった４種のサンプルによって行わ
れた。第４図中の４ヶの点は、それぞれサンプルからの
測定値の平均を示す。これらの測定点を曲線で近似する
と曲線Ａが得られ、シリコンエピタキシャルウエーハの
遷移領域幅（T.W.）測定の検量線となる。T.W.が小さい
とき、例えば、１μｍ近傍で曲線の勾配が大きく、測定
精度が高い。T.W.が２μｍ近傍になると、勾配が小さく
なるが、現在のエピタキシャル技術ではT.W.はほぼ２μ
ｍ以下に制御が可能なので、問題とはならない。
と、拡がり抵抗法による遷移領域幅との相関図である。
実験は成長条件の異なった４種のサンプルによって行わ
れた。第４図中の４ヶの点は、それぞれサンプルからの
測定値の平均を示す。これらの測定点を曲線で近似する
と曲線Ａが得られ、シリコンエピタキシャルウエーハの
遷移領域幅（T.W.）測定の検量線となる。T.W.が小さい
とき、例えば、１μｍ近傍で曲線の勾配が大きく、測定
精度が高い。T.W.が２μｍ近傍になると、勾配が小さく
なるが、現在のエピタキシャル技術ではT.W.はほぼ２μ
ｍ以下に制御が可能なので、問題とはならない。
第５図は、サイドバーストのピークとボトム間の距離に
ついてなされたもので、ほぼ同じ傾向を示している。曲
線Ｂが遷移領域幅（T.W.）の検量線となる。
ついてなされたもので、ほぼ同じ傾向を示している。曲
線Ｂが遷移領域幅（T.W.）の検量線となる。
第７図は、サイドバーストのピークとボトムの高さ差
（光量差）すなわち第６図のd3と拡がり抵抗による遷移
領域幅（T.W.）測定値の相関図である。
（光量差）すなわち第６図のd3と拡がり抵抗による遷移
領域幅（T.W.）測定値の相関図である。
実験は前記同じ４種のサンプルによって行われた。光量
差（Ｖ）と遷移領域幅（T.W.）とは次の関係で V=k1e-k2(T.W.) k1:2.94,k2:1.30 表わすことができる。
差（Ｖ）と遷移領域幅（T.W.）とは次の関係で V=k1e-k2(T.W.) k1:2.94,k2:1.30 表わすことができる。
以上説明したように、本発明は、赤外干渉法におけるケ
プストラム波形におけるサイドバースト波形の分析によ
り遷移領域幅すなわちオートドープ量を決定するように
したので、半導体の結晶表面を傷めることがないばかり
でなく、非常に短時間で半導体のオートドープ量を測定
することができるという効果を奏する。
プストラム波形におけるサイドバースト波形の分析によ
り遷移領域幅すなわちオートドープ量を決定するように
したので、半導体の結晶表面を傷めることがないばかり
でなく、非常に短時間で半導体のオートドープ量を測定
することができるという効果を奏する。
第１図はケプストラム波形図、第２図は拡がり抵抗法の
濃度測定図、第３図は赤外干渉法を実施するための装置
構成図、第４図はサイドバーストのピークとピーク間の
距離と拡がり抵抗法の遷移領域幅との相関図、第５図は
サイドバーストのピークとボタム間の距離と拡がり抵抗
法の遷移領域幅との相関図、第６図はサイドバースト波
形の拡大図、第７図はサイドバーストのピークとボトム
の高さ差と拡がり抵抗法による遷移領域幅測定値の相関
図、第８（ａ）図は拡がり抵抗法の実施状態斜視図、第
８（ｂ）はその測定結果を示すグラフ、第９（ａ）はＣ
−Ｖ法の実施状態説明図、第９（ｂ）図はその測定結果
を示すグラフである。 １……光源 ２……ビーム・スプリッタ ３……走査ミラー ４……固定ミラー ５……検出器 10……センターバースト 11,12……サイドバースト
濃度測定図、第３図は赤外干渉法を実施するための装置
構成図、第４図はサイドバーストのピークとピーク間の
距離と拡がり抵抗法の遷移領域幅との相関図、第５図は
サイドバーストのピークとボタム間の距離と拡がり抵抗
法の遷移領域幅との相関図、第６図はサイドバースト波
形の拡大図、第７図はサイドバーストのピークとボトム
の高さ差と拡がり抵抗法による遷移領域幅測定値の相関
図、第８（ａ）図は拡がり抵抗法の実施状態斜視図、第
８（ｂ）はその測定結果を示すグラフ、第９（ａ）はＣ
−Ｖ法の実施状態説明図、第９（ｂ）図はその測定結果
を示すグラフである。 １……光源 ２……ビーム・スプリッタ ３……走査ミラー ４……固定ミラー ５……検出器 10……センターバースト 11,12……サイドバースト
Claims (2)
- 【請求項１】赤外線マイケルソン干渉法によって、少な
くともドーパント濃度が１×1018atoms/cc以上のシリコ
ン単結晶基板上に形成された気相成長シリコン単結晶層
からなるシリコンエピタキシャルウエーハの成長界面近
傍における走査型インタフエログラム又はこれに相当す
る電気信号を得、その一方のサイドバースト波形のピー
クとピーク又はピークとボトム間の距離を測定するエピ
タキシャルウエーハの遷移領域の評価方法。 - 【請求項２】赤外線マイケルソン干渉法によって、少な
くともドーパント濃度が１×1018atoms/cc以上のシリコ
ン単結晶基板上に形成された気相成長シリコン単結晶層
からなるシリコンエピタキシャルウエーハの成長界面近
傍における走査型インタフエログラム又はこれに相当す
る電気信号を得、その一方のサイドバースト波形のピー
クとボトムの高低差（反射光量差）を測定するエピタキ
シャルウエーハの遷移領域の評価方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63296321A JPH071780B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | エピタキシャルウエーハの遷移領域の評価方法 |
| US07/441,304 US5099122A (en) | 1988-11-25 | 1989-11-27 | Method for evaluation of transition region of silicon epitaxial wafer |
| DE89403272T DE68908102T2 (de) | 1988-11-25 | 1989-11-27 | Methode zur Bewertung der Übergangszone einer epitaktischen Siliziumscheibe. |
| EP89403272A EP0370919B1 (en) | 1988-11-25 | 1989-11-27 | Method for evaluation of transition region of silicon epitaxial wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63296321A JPH071780B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | エピタキシャルウエーハの遷移領域の評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02143543A JPH02143543A (ja) | 1990-06-01 |
| JPH071780B2 true JPH071780B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=17832031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63296321A Expired - Lifetime JPH071780B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | エピタキシャルウエーハの遷移領域の評価方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5099122A (ja) |
| EP (1) | EP0370919B1 (ja) |
| JP (1) | JPH071780B2 (ja) |
| DE (1) | DE68908102T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5386119A (en) * | 1993-03-25 | 1995-01-31 | Hughes Aircraft Company | Apparatus and method for thick wafer measurement |
| US6286685B1 (en) | 1999-03-15 | 2001-09-11 | Seh America, Inc. | System and method for wafer thickness sorting |
| US6284986B1 (en) | 1999-03-15 | 2001-09-04 | Seh America, Inc. | Method of determining the thickness of a layer on a silicon substrate |
| JP6123150B2 (ja) * | 2011-08-30 | 2017-05-10 | 株式会社Sumco | シリコンウェーハ加工量の評価方法およびシリコンウェーハの製造方法 |
| FR2985812B1 (fr) * | 2012-01-16 | 2014-02-07 | Soitec Silicon On Insulator | Procede et dispositif de test de substrats semi-conducteurs pour applications radiofrequences |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4203799A (en) * | 1975-05-30 | 1980-05-20 | Hitachi, Ltd. | Method for monitoring thickness of epitaxial growth layer on substrate |
| US4555767A (en) * | 1982-05-27 | 1985-11-26 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for measuring thickness of epitaxial layer by infrared reflectance |
| US4522510A (en) * | 1982-07-26 | 1985-06-11 | Therma-Wave, Inc. | Thin film thickness measurement with thermal waves |
| US4625114A (en) * | 1985-07-15 | 1986-11-25 | At&T Technologies, Inc. | Method and apparatus for nondestructively determining the characteristics of a multilayer thin film structure |
-
1988
- 1988-11-25 JP JP63296321A patent/JPH071780B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-11-27 EP EP89403272A patent/EP0370919B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-11-27 DE DE89403272T patent/DE68908102T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-11-27 US US07/441,304 patent/US5099122A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02143543A (ja) | 1990-06-01 |
| DE68908102D1 (de) | 1993-09-09 |
| EP0370919A2 (en) | 1990-05-30 |
| EP0370919B1 (en) | 1993-08-04 |
| US5099122A (en) | 1992-03-24 |
| DE68908102T2 (de) | 1993-11-18 |
| EP0370919A3 (en) | 1990-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6211961B1 (en) | Optical method for the characterization of the electrical properties of semiconductors and insulating films | |
| EP0477795B1 (en) | Method and apparatus for measuring electric characteristics of semiconductor wafers | |
| KR100525580B1 (ko) | 반도체 물질들 내에 주입된 이온들의 농도 판별 방법 및 장치 | |
| US4555767A (en) | Method and apparatus for measuring thickness of epitaxial layer by infrared reflectance | |
| US6348967B1 (en) | Method and device for measuring the thickness of opaque and transparent films | |
| US5102231A (en) | Semiconductor wafer temperature measurement system and method | |
| US6168311B1 (en) | System and method for optically determining the temperature of a test object | |
| US5023188A (en) | Method of determining the depth of trenches formed in a semiconductor wafer | |
| US6552337B1 (en) | Methods and systems for measuring microroughness of a substrate combining particle counter and atomic force microscope measurements | |
| JPH10223715A (ja) | 多層エピタキシャルウェーハのエピ膜厚の測定方法 | |
| JPH071780B2 (ja) | エピタキシャルウエーハの遷移領域の評価方法 | |
| Sakai et al. | Noncontact, electrode-free capacitance/voltage measurement based on general theory of metal-oxide-semiconductor (MOS) structure | |
| EP0407454A1 (en) | OPTICAL MEASURING APPARATUS. | |
| JPH10170527A (ja) | カンチレバーおよびその製造方法 | |
| US20050112853A1 (en) | System and method for non-destructive implantation characterization of quiescent material | |
| US7133128B2 (en) | System and method for measuring properties of a semiconductor substrate in a non-destructive way | |
| JP2000304690A (ja) | 光学測定装置 | |
| JPS61173171A (ja) | 半導体ウエハの抵抗率測定法 | |
| JP2904656B2 (ja) | 半導体ウエハの電荷量測定方法 | |
| JPH05113319A (ja) | ウエハ層厚さ測定方法 | |
| JP2953742B2 (ja) | 表面粗さ評価方法 | |
| JP2856562B2 (ja) | 絶縁膜の検査方法 | |
| JPH07249662A (ja) | 半導体基板の評価方法 | |
| JPH1019693A (ja) | 半導体装置のストレス測定方法 | |
| JPS59114834A (ja) | 半導体中に含まれる深い不純物準位或いは結晶欠陥準位の測定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080111 Year of fee payment: 13 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080111 Year of fee payment: 13 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090111 Year of fee payment: 14 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |