非接触電気ドーピングプロファイリング

半導体製造、特にエピテクノロジーやイオン注入では、表面付近のドーパント濃度をモニタリングすることが非常に重要です。これまで、マーキュリー・プローブとエラスティック・プローブの2つの手法が使われてきました。どちらの方法でも、空乏層Cの静電容量を測定することでドーパント濃度のプロファイリングが可能です。_D、適用されたバイアスに対して。これらの技法は、本質的に接触型です。さらに、水銀プローブは水銀を使用しますが、これはクリーンルーム環境では望ましくないと考えられます。提示されている方法は非接触で非破壊的です。ウェーハ表面のコロナチャージにより、深い空乏層が形成されます。この空乏層は、少数キャリアの熱発生により平衡値まで減衰します。このプロセスでは、1) 空乏層のキャパシタンスを測定する小信号の AC 表面光電圧、2) 空乏層全体の電圧降下を測定する接触電位差という 2 つの過渡現象が同時に監視されます。対応するC‐Vデータのセットを使用してドーパント濃度プロファイルが計算されます。シリコンでは、この手法は1e14から1e18cmの範囲のドーパント濃度に適用できます。⁻³。プロービングの深さは、上端では半導体の雪崩破壊によって制限され、下端では最小の表面バリアによって制限されます。エピタキシャルp/p+基板、n/n+基板、n/p構造、および埋め込みウェーハについて、この手法を用いて裸面と酸化面のドーパントプロファイルを測定し、プロービング深度を0.05μm～7μmの範囲で測定しました。この非接触技術は簡単な構成で実現できるので、大学や研究開発センターでは興味深いかもしれません。

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