Измерение параметров эпитаксиальных структур

Контроль толщины эпитаксиального слоя и уровня легирования производят путем непосредственных измерений. Основное требование к методикам кон троля — это скорость измерения и воспроизводимость. В условиях промышленного производства информация о ходе процесса требуется через относительно небольшие интервалы времени (< 1 ч) для обеспечения надлежащего контроля и корректировки параметров процесса.

Контроль толщины слоя

Слаболегированный кремний прозрачен в области ближнего ИК-излучения, а сильнолегированный кремний (> 10¹⁸ см'³) непрозрачен. Повешение уровня легирования снижает коэффициент преломления /; ниже уровня, характерного для слаболегированного кремния и составляет 3,42 (Рис. 11.23).

Толщина эпитаксиального слоя может быть вычислена по формуле:

где W_n — положение максимума или минимума в спектре (мкм); Г) — коэффициент преломления; в — угол падения излучения;

Р_п — порядок максимума или минимума; Р, — коэффициент, зависящий от подложки.

Рис. 11.23. Зависимость коэффициента преломления от уровня легирования кремния для постоянной длины волны.

X = 1,5 мкм. Кремний с собственной проводимостью Г| = 3,42.

При воздействии на поверхность эпитаксиального слоя ИК-излучения в диапазоне длин волн 5…50мкм возникают интерференционные полосы, что позволяет по ИК-спекгру изучать спектр отражения и оценить толщину эпитаксиального слоя.