半導体製造における深層過渡分光法の使用について知っておくべきこと

品質管理は、生産準備が整った環境に入る前に問題のある領域を特定できるため、すべての製造業において不可欠です。

半導体製造などの産業環境では、1つのウェーハプレートに最大300万個のコンポーネントを含めることができるため、リスクはさらに高くなります。電子の流れや移動を制限する小さなトラップさえも特定できなければ、大量の最終製品が使用できなくなる可能性があります。トラップは、残留物による汚染や結晶構造の欠陥が原因で発生する可能性があります。

持続可能な製造の鍵は、半導体の欠陥をできるだけ早く見つけることです。は ディープレベル過渡分光法 DLTS（DLTS）法は、大学の研究室や製造業者が日常的に使用する、高感度で迅速、かつ操作が簡単な分析手法です。半導体内の電気活性欠陥 (トラップ) の検出と識別を可能にし、多数キャリアトラップと少数キャリアトラップを区別できる強力な手法です。純度が 99.9999999% (9N) 以上の高純度で欠陥がほとんどない単結晶材料として知られるウェーハの濃度、エネルギー、捕捉率を示します。

DLTS は、次のようなディープレベルのトラップに関連するすべてのパラメータを定義するための非常に用途の広い方法です。

• エネルギーレベル （どれだけのエネルギーの通過を妨げているか）、
• キャプチャします 2 次元断面 （ウェーハ構造のオーバーラップ）、
• そして 濃度分布 （ウェーハ全体の欠陥領域は何ですか）。

DLTS の感度はどれくらいですか?

見つけることができます 一 アウトサイダーアトム 100万個の原子のうち。 Semilab DLTS ソリューションでは、以下の不純物を同定できます。 2×10⁸ 原子/cm³。

DLTS はどのように機能しますか?

DLTSは、高周波（メガヘルツ）範囲で動作する静電容量過渡熱スキャン技術です。これは破壊的な手法です。ショットキーダイオードまたはpn接合のどちらかを小さなサンプル（通常は完全なウェーハから切り取ったもの）で形成する必要があるため、破壊的な手法です。この2つの方法では、電子がサンプルを通過します。欠陥のあるコンポーネントはエネルギーレベルに耐えられず、プロセスではまったく役に立たなくなるため、このプロセスは破壊的です。

*ショットキーバリアダイオード またはホットキャリアダイオード：半導体と金属片の両方と接合を形成します。順方向電圧降下が小さく、スイッチング動作が非常に高速です。十分な順方向電圧 (約150～450mV) が印加されると、半導体自体に電子を転送できるかどうか (つまり、意図したとおりに機能するかどうか) を示す電流が順方向に流れます。

ザの *p-n ジャンクション は、半導体の単結晶内部にある、正と負の2種類の半導体材料間の境界または界面です。これにより、電流は接合部を通って一方向にのみ流れます。繰り返しになりますが、ここでの目的は、電子が半導体を通過できるかどうかを示すことです。

トラップの大半は、 逆バイアスパルス一方、少数派は監視できます フォワードバイアスパルス。この手法は、電子が片側から枯渇して反対側に蓄積するときの静電容量過渡現象 (電流変化とも呼ばれる) と、このプロセスにかかる時間を追跡することで機能します。

処理が非常に速いため、サンプルが過熱する可能性があります。より良い測定と品質評価を行うには、クライオスタットというシステムを追加してサンプルを冷却することで過熱を防ぐことができます。

Semilabは、30年以上のグローバルな経験を持つDLTSソリューションを提供しています

最初のセミラボ DLTS システムは1989年に導入されました。それ以来、私たちはDLSシステムやその他の半導体計測ソリューションで、世界中の研究室や半導体メーカーを支援してきました。

DLS は、DLS-83D および DLS-1000 と呼ばれる Semilab ソリューションポートフォリオのすぐに使用できるテクノロジーとして利用できます。すべての機能には、温度スキャン、周波数スキャン、深度プロファイリング、C-V特性評価、キャプチャ断面測定、光学注入、コンダクタンストランジェント測定が含まれます。当社のDLSシステムはすべて、ウェーハトラップの封じ込めが時間内に確認され、生産ライン全体で高いレベルの品質管理が維持されるように特別に設計されています。

クライオスタットは、サンプルの過熱を防ぎ、測定結果を改善する上でも重要な役割を果たします。Semilab には複数の製品があります。 DLS 用クライオスタット アプリケーションの要件に応じて、幅広い温度範囲（最小30K、最大800K）で使用できます。

DLTSテクノロジーが実際にどのように機能するかについて詳しく学んでください！

セミラボ DLTS ソリューションをご覧ください ここに。

DLTSをしばらく使用していて、上級レベルの文献に興味がありますか？
出版物を読む ここに。