Изготовление самосовмещенного

Контроль параметров диффузионных слоев

Контроль диффузионных слоев проводится в основном по таким параметрам, как глубина залегания сформированного p–n–перехода, проводимость поверхностного слоя и поверхностная концентрация атомов примеси.

Наиболее распространенным методом контроля глубины залегания p–n– перехода является метод окрашивания шлифа. Для измерения глубины залегания примеси порядка единиц микрометра и менее удобно использовать сферический шлиф.

Рис. 9.3. Схема процесса изготовления сферического шлифа на пластине с диффузионным слоем:

1 – пластина полупроводника; 2 – р–n–перехоя;
3 – стальной шар; 4 – окрашенная р–область шлифа

Его изготовляют при вращении стального шара диаметром 35 – 100 мм, прижимаемого к поверхности пластины. Образование сферы происходит за счет того, что в место контакта вращающийся шар – кристаллическая пластина подают абразивную суспензию или наносят на поверхность шара алмазный порошок в виде эмульсии. Для большей точности измерения диаметр зерна абразивного материала не должен превышать 1 мкм. Чтобы выявить границы р–n–перехода, глубина сферической лунки должна быть больше глубины залегания р–n–перехода. Границу выявляют по окрашиванию (потемнению) р–области вследствие окисления в травителе, состоящем из 48 %–ной плавиковой кислоты с небольшой добавкой (до 0, 05–0, 1 %) 70 %–ной азотной кислоты.

Глубина залегания диффузионного р–n–перехода: x_j = l²/(4D) (9.4)
где l – длина хорды контура сферического шлифа (рис.9.3), измеряемая с помощью микроскопа; D – диаметр шара.
Для повышения точности измерений изготовляют несколько шлифов (до 5), а полученные результаты усредняют.
Наиболее распространенным методом измерения поверхностного сопротивления является четырехзондовый метод. Погрешность измерения поверхностного сопротивления обычно не превышает 5 – 10 %. Для определения поверхностной концентрации легирующей примеси необходимо знать характер распределения примесей в диффузионной области, который зависит от условий проведения процесса.

5.