JPH0786360A - エッチングダメージの評価方法 - Google Patents
エッチングダメージの評価方法Info
- Publication number
- JPH0786360A JPH0786360A JP5230630A JP23063093A JPH0786360A JP H0786360 A JPH0786360 A JP H0786360A JP 5230630 A JP5230630 A JP 5230630A JP 23063093 A JP23063093 A JP 23063093A JP H0786360 A JPH0786360 A JP H0786360A
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- Japan
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- damage
- delta
- layer
- depth
- manufacturing process
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P74/00—Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices
- H10P74/20—Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices characterised by the properties tested or measured, e.g. structural or electrical properties
- H10P74/203—Structural properties, e.g. testing or measuring thicknesses, line widths, warpage, bond strengths or physical defects
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体製造工程において半導体基板中に発生す
るダメージ量の深さ方向分布を定量的に評価を行うこと
を提供する。 【構成】半導体製造工程でのドライエッチング工程にお
いて半導体基板中に発生するダメージを評価するにあた
り、表面からデルタドープ層までの深さを変化させたデ
ルタドープ構造を用いて、製造工程前後の電子濃度の変
化を測定することによりダメージの深さ方向分布を定量
的に評価することを特徴とする半導体基板のエッチング
ダメージの評価方法。
るダメージ量の深さ方向分布を定量的に評価を行うこと
を提供する。 【構成】半導体製造工程でのドライエッチング工程にお
いて半導体基板中に発生するダメージを評価するにあた
り、表面からデルタドープ層までの深さを変化させたデ
ルタドープ構造を用いて、製造工程前後の電子濃度の変
化を測定することによりダメージの深さ方向分布を定量
的に評価することを特徴とする半導体基板のエッチング
ダメージの評価方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造評価
法に関し、特にＧａＡｓ等の化合物半導体装置でのドラ
イエッチング起因のダメージ評価に関する。
法に関し、特にＧａＡｓ等の化合物半導体装置でのドラ
イエッチング起因のダメージ評価に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、深さ方向のドライエッチングダメ
ージの評価は、図５に示すようにドライエッチング後の
ＧａＡｓ動作層６上にＡｌまたはＰｄからなるショット
キー電極７を設けてキャリア濃度を測定するという容量
−電圧特性（以下Ｃ−Ｖ法と称す）による評価が行われ
ていた。ショットキー電極の形成による表面空乏層の広
がりが生じ（例えば、通常用いられるＧａＡｓＦＥＴの
動作層濃度１×１０17ｃｍ-3の場合、表面空乏層は約１
０００オングストローム）、表面から１０００オングス
トロームより深い位置での情報が得られない。
ージの評価は、図５に示すようにドライエッチング後の
ＧａＡｓ動作層６上にＡｌまたはＰｄからなるショット
キー電極７を設けてキャリア濃度を測定するという容量
−電圧特性（以下Ｃ−Ｖ法と称す）による評価が行われ
ていた。ショットキー電極の形成による表面空乏層の広
がりが生じ（例えば、通常用いられるＧａＡｓＦＥＴの
動作層濃度１×１０17ｃｍ-3の場合、表面空乏層は約１
０００オングストローム）、表面から１０００オングス
トロームより深い位置での情報が得られない。
【０００３】また、ドライエッチングの深さ方向のダメ
ージを測定する技術としては、ダメージ層をエッチング
除去しながらマイクロ波検出光導電減衰法による半導体
基板の過剰少数担体の寿命測定を用いる方法がある（特
開平３−１２６２４３号公報）。
ージを測定する技術としては、ダメージ層をエッチング
除去しながらマイクロ波検出光導電減衰法による半導体
基板の過剰少数担体の寿命測定を用いる方法がある（特
開平３−１２６２４３号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】Ｃ−Ｖ法による評価で
は、ドライエッチング時に荷電粒子がＧａＡｓ基板の表
面上に照射されることによりダメージが発生し、表面近
傍のキャリアが減少して空乏層が広がるため、通常用い
られるＧａＡｓＦＥＴの動作層濃度の場合（例えば２．
０×１０17ｃｍ-3）表面から１０００オングストローム
以下のキャリア濃度の測定が困難であるという欠点があ
る。
は、ドライエッチング時に荷電粒子がＧａＡｓ基板の表
面上に照射されることによりダメージが発生し、表面近
傍のキャリアが減少して空乏層が広がるため、通常用い
られるＧａＡｓＦＥＴの動作層濃度の場合（例えば２．
０×１０17ｃｍ-3）表面から１０００オングストローム
以下のキャリア濃度の測定が困難であるという欠点があ
る。
【０００５】マイクロ波検出光導電減衰法によるではド
ライエッチングダメージ層をダメージなしで高精度にエ
ッチング除去し、更にその後酸化膜を形成する。マイク
ロ波検出光導電減衰法ではダメージが深さ方向に対して
どこまで入っているかの情報が得られても、ダメージ量
の深さ方向分布の評価は困難であり、また、ダメージ測
定前にダメージ層のエッチング除去及び酸化膜形成を行
うことによるダメージ量の変動があるという問題点を有
していた。
ライエッチングダメージ層をダメージなしで高精度にエ
ッチング除去し、更にその後酸化膜を形成する。マイク
ロ波検出光導電減衰法ではダメージが深さ方向に対して
どこまで入っているかの情報が得られても、ダメージ量
の深さ方向分布の評価は困難であり、また、ダメージ測
定前にダメージ層のエッチング除去及び酸化膜形成を行
うことによるダメージ量の変動があるという問題点を有
していた。
【０００６】本発明はＧａＡｓ基板のドライエッチング
ダメージを深さ方向に定量的に評価し、デバイスへ与え
る影響を定量的かつ正確に提供することを目的としてい
る。
ダメージを深さ方向に定量的に評価し、デバイスへ与え
る影響を定量的かつ正確に提供することを目的としてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のエッチングダメ
ージ評価方法を用いた半導体製造工程でのドライエッチ
ング工程において半導体基板中に発生するダメージを評
価するにあたり、表面からデルタドープ層までの深さを
変化させたデルタドープ構造を用いて、製造工程前後の
電子濃度の変化を測定することによりダメージの深さ方
向分布を定量的に評価することを特徴としている。
ージ評価方法を用いた半導体製造工程でのドライエッチ
ング工程において半導体基板中に発生するダメージを評
価するにあたり、表面からデルタドープ層までの深さを
変化させたデルタドープ構造を用いて、製造工程前後の
電子濃度の変化を測定することによりダメージの深さ方
向分布を定量的に評価することを特徴としている。
【０００８】
【実施例】次に、図面を参照しながら、本発明の一実施
例を具体的に説明する。
例を具体的に説明する。
【０００９】図１は本発明のダメージ評価用デルタドー
プ構造の１例の断面図である。図に示すように半絶縁性
ＧａＡｓ基板１上に、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ
法）によって５０００オングストロームの厚さのＧａＡ
ｓ層２を成長した後、ＡｌＧａＡｓ層３を成長する。こ
のとき、ＡｌＧａＡｓ層の表面から、ダメージを評価し
たい深さのみにＳｉのデルタドープを行う（Ｓｉデルタ
ドープＡｌＧａＡｓ層４）。表面から３００〜１５００
オングストロームが適当である。今回、表面からＡｌＧ
ａＡｓ中のデルタドープ層４までの深さを３００、５０
０、７００、９００オングストロームと変化させたヘテ
ロ接合（Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ／ＧａＡｓ）構造を用い
た。デルタドーピング層は、ドーピング濃度Ｎｄを２．
８〜４．２×１０12ｃｍ-2にすることによりヘテロ界面
に存在する２次元電子ガス濃度Ｎｓは０．９〜１×１０
12ｃｍ-2にした。
プ構造の１例の断面図である。図に示すように半絶縁性
ＧａＡｓ基板１上に、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ
法）によって５０００オングストロームの厚さのＧａＡ
ｓ層２を成長した後、ＡｌＧａＡｓ層３を成長する。こ
のとき、ＡｌＧａＡｓ層の表面から、ダメージを評価し
たい深さのみにＳｉのデルタドープを行う（Ｓｉデルタ
ドープＡｌＧａＡｓ層４）。表面から３００〜１５００
オングストロームが適当である。今回、表面からＡｌＧ
ａＡｓ中のデルタドープ層４までの深さを３００、５０
０、７００、９００オングストロームと変化させたヘテ
ロ接合（Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ／ＧａＡｓ）構造を用い
た。デルタドーピング層は、ドーピング濃度Ｎｄを２．
８〜４．２×１０12ｃｍ-2にすることによりヘテロ界面
に存在する２次元電子ガス濃度Ｎｓは０．９〜１×１０
12ｃｍ-2にした。
【００１０】図２に示すようにホール測定を行うためＡ
ｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ金属からなる電極部８と図１のデル
タドープ構造でアンドープＡｌＧａＡｓ層３が露出した
ドライエッチングダメージ照射部から構成される評価素
子を作製する。評価は次の手順に従う。評価素子をド
ライエッチング前に測定し基準データとする。次に評
価素子をそのままドライエッチングを行う。そのまま
後処理なしで測定を行う。の測定後適当な熱処理
（＜４５０℃）を行う。再度測定を行う。及びデー
タのの測定結果に対する減少量をドライエッチングダ
メージの評価値とする。図３は本実施例においてと
のデータを示したものであり、ＥＣＲドライエッチング
装置を用い、マイクロ波パワー：１７０Ｗ，ＳＦ6 ：７
×１０-4Ｔｏｒｒ，基板に加えるＲＦバイアス電力：４
０Ｗ，シース電圧：−７Ｖの条件で２分間照射した場合
である。このように、従来方法では測定できなかった表
面近傍（３００〜９００オングストローム）のダメージ
による電子濃度の減少量を評価できることが分かる。２
次元電子ガス濃度の減少量のプロセスパラメータ（例え
ばＲＦパワー、エッチング時間、プラズマ照射時間）依
存性を調べることにより、実際の素子と同じダメージに
ついて深さごとのダメージ量を正確に測定することがで
きるため、素子へ与える影響を定量的かつ正確に測定す
ることが可能となる。
ｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ金属からなる電極部８と図１のデル
タドープ構造でアンドープＡｌＧａＡｓ層３が露出した
ドライエッチングダメージ照射部から構成される評価素
子を作製する。評価は次の手順に従う。評価素子をド
ライエッチング前に測定し基準データとする。次に評
価素子をそのままドライエッチングを行う。そのまま
後処理なしで測定を行う。の測定後適当な熱処理
（＜４５０℃）を行う。再度測定を行う。及びデー
タのの測定結果に対する減少量をドライエッチングダ
メージの評価値とする。図３は本実施例においてと
のデータを示したものであり、ＥＣＲドライエッチング
装置を用い、マイクロ波パワー：１７０Ｗ，ＳＦ6 ：７
×１０-4Ｔｏｒｒ，基板に加えるＲＦバイアス電力：４
０Ｗ，シース電圧：−７Ｖの条件で２分間照射した場合
である。このように、従来方法では測定できなかった表
面近傍（３００〜９００オングストローム）のダメージ
による電子濃度の減少量を評価できることが分かる。２
次元電子ガス濃度の減少量のプロセスパラメータ（例え
ばＲＦパワー、エッチング時間、プラズマ照射時間）依
存性を調べることにより、実際の素子と同じダメージに
ついて深さごとのダメージ量を正確に測定することがで
きるため、素子へ与える影響を定量的かつ正確に測定す
ることが可能となる。
【００１１】次に、本発明の第２の実施例を図４に示
す。まず、半絶縁性ＧａＡｓ基板１上に、分子線エピタ
キシー法（ＭＢＥ法）によって５０００オングストロー
ムの厚さのＧａＡｓ層２を成長する。この時、ＧａＡｓ
層の表面から、ダメージを評価したい深さのみにＳｉの
デルタドープを行う。今回、表面からＧａＡｓ中のＳｉ
デルタドープ層９までの深さを２００、４００、６０
０、８００オングストロームと変化させた。ドーピング
濃度Ｎｄは４．０×１０12ｃｍ-2と５×１０12ｃｍ-2に
した。本発明では第１の実施例のように２次元電子ガス
層を用いていないため結晶構造が簡単であり、特に通常
用いられているＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ素子と同じ結晶構
造を有していることから実際のＭＥＳＦＥＴ素子のダメ
ージの影響を直接評価できるという利点がある。
す。まず、半絶縁性ＧａＡｓ基板１上に、分子線エピタ
キシー法（ＭＢＥ法）によって５０００オングストロー
ムの厚さのＧａＡｓ層２を成長する。この時、ＧａＡｓ
層の表面から、ダメージを評価したい深さのみにＳｉの
デルタドープを行う。今回、表面からＧａＡｓ中のＳｉ
デルタドープ層９までの深さを２００、４００、６０
０、８００オングストロームと変化させた。ドーピング
濃度Ｎｄは４．０×１０12ｃｍ-2と５×１０12ｃｍ-2に
した。本発明では第１の実施例のように２次元電子ガス
層を用いていないため結晶構造が簡単であり、特に通常
用いられているＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ素子と同じ結晶構
造を有していることから実際のＭＥＳＦＥＴ素子のダメ
ージの影響を直接評価できるという利点がある。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、デルタド
ープ構造を用いて、従来は困難であった表面から１００
０オングストローム以下でのダメージ量及びその深さ方
向分布を評価できる効果があり、表面から３００〜１０
００オングストロームに素子特性を決める動作層がある
実デバイスへ与えるダメージの影響を正確に評価するこ
とが可能である。
ープ構造を用いて、従来は困難であった表面から１００
０オングストローム以下でのダメージ量及びその深さ方
向分布を評価できる効果があり、表面から３００〜１０
００オングストロームに素子特性を決める動作層がある
実デバイスへ与えるダメージの影響を正確に評価するこ
とが可能である。
【図１】本発明の第１の実施例のダメージ評価用デルタ
ドープ構造の断面図。
ドープ構造の断面図。
【図２】本発明の実施例で用いる評価素子。
【図３】本発明の実施例の評価データ。
【図４】本発明の第２の実施例のダメージ評価用デルタ
ドープ構造の断面図。
ドープ構造の断面図。
【図５】本発明の従来例の説明図。
１ 半絶縁性ＧａＡｓ基板 ２ アンドープＧａＡｓ層 ３ アンドープＡｌＧａＡｓ層 ４ ＳｉデルタドープＡｌＧａＡｓ層 ５ ２次元電子ガス層 ６ ＧａＡｓ動作層 ７ ショットキー電極 ８ オーミック電極部 ９ ＳｉデルタドープＧａＡｓ層
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体製造工程でのドライエッチング工
程において半導体基板中に発生するダメージを評価する
にあたり、表面からデルタドープ層までの深さを変化さ
せたデルタドープ構造を用いて、製造工程前後の電子濃
度の変化を測定することによりダメージの深さ方向分布
を定量的に評価することを特徴とする半導体基板のエッ
チングダメージの評価方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5230630A JP2626494B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | エッチングダメージの評価方法 |
| US08/307,236 US5536358A (en) | 1993-09-17 | 1994-09-16 | Method of estimating etching damage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5230630A JP2626494B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | エッチングダメージの評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0786360A true JPH0786360A (ja) | 1995-03-31 |
| JP2626494B2 JP2626494B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=16910800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5230630A Expired - Fee Related JP2626494B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | エッチングダメージの評価方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5536358A (ja) |
| JP (1) | JP2626494B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5763800A (en) * | 1995-08-14 | 1998-06-09 | Creative Labs, Inc. | Method and apparatus for formatting digital audio data |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS631064A (ja) * | 1986-06-06 | 1988-01-06 | アメリカン テレフオン アンド テレグラフ カムパニ− | 電界効果トランジスタとその製造方法 |
| JPH0287645A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-03-28 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH04340741A (ja) * | 1991-05-17 | 1992-11-27 | Fujitsu Ltd | イオン注入量測定方法、イオン注入量測定用シリコン結晶の作製方法及び半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4510674A (en) * | 1982-10-21 | 1985-04-16 | Sovonics Solar Systems | System for eliminating short circuit current paths in photovoltaic devices |
| JPH03126243A (ja) * | 1989-10-12 | 1991-05-29 | Seiko Epson Corp | 半導体基板のドライエッチング損傷層深さの測定法 |
-
1993
- 1993-09-17 JP JP5230630A patent/JP2626494B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-09-16 US US08/307,236 patent/US5536358A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS631064A (ja) * | 1986-06-06 | 1988-01-06 | アメリカン テレフオン アンド テレグラフ カムパニ− | 電界効果トランジスタとその製造方法 |
| JPH0287645A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-03-28 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH04340741A (ja) * | 1991-05-17 | 1992-11-27 | Fujitsu Ltd | イオン注入量測定方法、イオン注入量測定用シリコン結晶の作製方法及び半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5536358A (en) | 1996-07-16 |
| JP2626494B2 (ja) | 1997-07-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970218 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |