Контроль эпитаксиальных структур

Основными параметрами, определяющими пригодность эпитаксиального слоя для изготовления полупроводниковых приборов, являются:

- концентрация носителей заряда.

- плотность дефектов структуры.

- толщина эпитаксиального слоя.

Толщина эпитаксиального слоя.

Для определения толщины слоя осуществляют скалывание пластины поперек полупроводниковой структуры с эпитаксиальным слоем. Затем поверхность скола протравливают в специальных химических травителях, после чего исследуют поверхность скола с помощью оптического микроскопа. Граница эпитаксиального слоя проявляется в виде полосы травления.

Концентрацию носителей заряда.

Данную величину определяют методом сопротивления растекания или четырехзондовым методов при последовательном удалении слоев эпитаксиальной пленки. В практике нашли применение три основных способа последовательного удаления слоев: химическое травление, анодирование и ионное травление.

Химическое травление слоев широко применяется в полупроводниковой промышленности. К недостаткам метода можно отнести зависимость скорости травления от температуры травителя, от кристаллографической ориентации образца, а также внесение нарушений в кристаллическую структуру ионно-легированных слоев.

Анодирование поверхности проводят в два этапа. На первом на поверхности образца в растворе электролита при контролируемой плотности тока образуют тонкий слой оксида полупроводника. На второй стадии осуществляют травление оксидного слоя в специальных селективных травителях.

Ионное травление находит все большее распространение в полупроводниковой промышленности. Достоинство метода - его универсальность и высокая скорость травления слоев. Недостаток - внесение нарушений в верхний слой полупроводникового материала.

Дефекты упаковки структуры.

Данный параметр полупроводникового материала определяют путем травления его поверхности и наблюдения фигур травления в оптическом микроскопе. Информативность такой методики основана на экспериментально установленном факте, что дефекты упаковки зарождаются на границе раздела слоя и подложки и прорастают через всю толщину эпитаксиального слоя.

Распределение примесей в полупроводнике.

В последние годы для изучения данного параметра используют рентгеновский микроанализ, при котором поверхность полупроводника облучают пучком электронов с энергией 10 - 30 кэВ и регистрируют характеристические рентгеновские спектры. Глубина анализа в данном методе составляет 1000 ангстрем, локальность по поверхности образца - 0,4 мкм.

ЛЕКЦИЯ 12. ТЕХНОЛОГИИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ, ГАЗОВОЙ И ЖИДКОСТНОЙ ЭПИТАКСИИ.