半導体用語集
エピタキシャル膜厚測定方法
英語表記：measurement method of epitaxial layer thickness
エピタキシャルウェハは、低濃度エピタキシャル膜/高濃度基板構造(n/n*、p/p+etc.)を必要とするディスク リートデバイス(パワーMOS etc.)、 エピタキシャル膜/埋め込み基板構造を必要とするバイポーラデバイスに必 須なウェハである。これらデバイスでは、エピタキシャル膜厚さは、デバイス特性に影響する重要なパラメータで あり正確に制御する必要がある。たとえば、パワーMOSデバイスでは耐圧やオン抵抗がエピタキシャル膜厚に影響される。エピタキシャル膜厚測定法の代表は、非破壊法である赤外干渉法、および破壊法である角度研磨法がある。赤外干渉法はn/nt などエピタキシャル膜が高濃度基板、または高濃度埋め込み層上に成長している場合に適用できる。赤外干渉法は赤外線が低ドーパント濃度ではSi中を透過し、ドーパント濃度が~108 atoms/cm? 以上に変化する領域(遷移領域)では屈折率が変化するため、反射を起こす性質を利用して、ウェハ表面での反射 光とエピタキシャル/基板界面近傍での反射光の干渉を利用して膜厚を測定 する。角度研磨法ではウェハをある角度で研磨し、エッチング、または拡がり抵抗の深さ方向分布を評価する。エッチング法では n/nt、p/pr、p/nなどの構造を必要とするが、拡がり抵抗法では電気的評価のため、基板とエピタキシャル版のドーパント濃度差が小 さくても評価可能である。これらの方 法はいずれもドーパントの分布を利用 しているため、オートドーピングや固相拡散の影響を受けており、厳密な意味では結晶学的界面(metallurgical junction)からの膜厚とは異なる。赤外線法を発展させたマイケルソン干渉 法とフーリエ解析を組み合わせたFT-IR法(Fourier Transform Infrared spectroscopy)は、測定範囲 0.25~200gm、精度±0.01gm、高速測定(1点/数秒)が可能で、エピタキシャル工程の品質管理に広く使用されている。
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