掺硼p_Si外延层厚度的测试方法

封装、测试与设备

Package,TestandEquipment

doi:1013969/j1issn110032353x12009107118

掺硼p+2Si外延层厚度的测试方法

刘春香,佟丽英

(中国电子科技集团公司第四十六研究所,天津300220)

摘要:给出了一种掺硼p+2Si外延层厚度的测试方法。该方法是根据Si在KOH溶液中呈现

的腐蚀特性而衍生出来的。Si在KOH溶液中的腐蚀速率与Si的掺杂浓度有关,当掺杂浓度超过5×1019cm-3时,腐蚀速率很小,利用这一现象可以测量p+/p结构中p+层的厚度。详细分析了该方法的原理及使用范围,并对测试系统的组成、样品的制备过程和测试方式及测试结果做了说明和分析。该测试方法与磨角染色法相比具有简单易行的特点,该方法可以作为外延工艺的检测手段,以加强对外延过程的监控。

关键词:测试方法;p+2Si外延层;腐蚀速率;掺杂浓度;掺硼中图分类号:TN3041054　　文献标识码:A　　:)0720689203

MethodforMeasuringLayer

Liying

(46,CETC,Tianjin300220,China)

AbstractbasedontheetchingpropertyofSiintheKOHsolutionforp+2Siepitaxiallayerthicknessmeasuringwasdiscussed.EtchingrateofSiintheKOHsolutionchangeswithdopingconcentration,whendopingconcentrationisexceed5×1019cm-3,etchingrateisverysmall.Thisphenomenoncanbeusedformeasuringthethicknessofp+layerofp+/pstructure.Theprincipleandworkingrangeofthismethodwereanalyzed,andthestructureofthemeasuringsystem,theprocessofsamplepreparationandtestingmethodsandthetestresultswereanalyzed.Thetestmethodhasfeatureofeasyoperationcomparedwiththegrindinganglestainingmethod.Itcanbeusedtotestepitaxialprocessformonitoringandcontrolling.

Keywords:measuringmethod;p+2Siepitaxiallayer;etchingrate;dopingconcentration;B2dopedEEACC:0520

0　引言

Si外延层厚度的测量方法有多种,主要包括称

重法、层错法、磨角染色法、解理法和红外干涉

法。这些方法各具特点与适用范围,例如,采用红外干射法进行测量时,要求衬底表面对入射光具有足够的反射能力。半导体材料对红外光的反射能力与掺杂浓度有关,通常轻掺杂的反射能力差。因此,为了得到足够的反射能力,衬底的电阻率要低于外延层的电阻率,即样品应为p/p+或n/n+结构;采用层错法测量时,要求外延层中存在着发育完整的堆垛层错;对于磨角染色法则要求外延层与衬底的导电类型不同或两种电阻率至少相差一个数量级[1],该方法的样品制备比较繁琐。

July　2009

随着MEMS技术的发展和应用范围的扩大,利用外延方法在高阻Si衬底上生长一层低阻薄膜,再根据Si的各向异性腐蚀特性和自停止腐蚀效应腐蚀出所需的微结构已成为制备各类传感器的手段。所以p+/p结构的p+层厚度的测量显得尤为重要。现有的外延层厚度测试方法,只有磨角染色法适用于p+/p结构[2],而该方法的制样过程及测试过程比较复杂,所以找出一种简单易行的测量p+外延层厚度的测试方法对于MEMS器件的制作非常重要。

1　方法原理

研究表明,Si在KOH腐蚀液中呈各向异性腐蚀特性,即不同的晶面具有不同的腐蚀速率[3]。腐

SemiconductorTechnologyVol134No17　689　

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