Claims (3)
1. Verfahren zur lateralen und vertikalen Schichtdickenkontrolle von p-n- bzw, n-p-Ütoergängen und/ oder Dotantenausdiffusionsbereichen und/oder Iow-high-Zonenfolgen, u.U. korn Diniert mit intrinsischen Gebieten, zum Ausschluß und Ausweis verfälschender, insbesondere bei schräggeschliffenen Si-Proben wirksamen Oberflächeneffekten, mittels selektiver anodischer Oxidation, wobei die Probenoberfläche vollständig oder lateral selektiv durch gegen anodische Oxidation resistente Schichten geschützt ist, gekennzeichnet dadurch, daß die schräggeschliffenen Siliziumproben mittels Platinkontakt ohmisch kontaktiert und anodisch, zum Ausschluß der oberflächenverfälschten Meßwerte, bei p-n-Übergängen mit angelegter Flußspannung von 25 V bis 400 V, bei n-p-Übergängen mit angelegter Sperrspannung von 25 V bis 400 V, und zum Ausweis der oberflächenverfälschten Meßwerte die selektive anodische Oxidation bei Umkehr der Belastung in Fluß- bzw. Sperrichtung geschaltet werden, gleichzeitig erfolgt die Einwirkung von polychromatischem Licht 30sec bis 20min mit Beleuchtungsstärken zwischen 30Ix und 600Ix im Temperaturintervall 0cCT80oC, danach wird der durch die überhöhte selektive Oxidationsrate nach der Oxidablösung entstandene Topographiekontrast lichtmikroskopisch oder profilome'crisch ausgewertet.1. A method for the lateral and vertical layer thickness control of pn or np transitions and / or dopant outdiffusion regions and / or Iow-high zone sequences, possibly grain dined with intrinsic regions, for the exclusion and identification of falsifying surface effects, in particular in obliquely ground Si samples by selective anodic oxidation, wherein the sample surface is fully or laterally selectively protected by anodic oxidation resistant layers, characterized in that the beveled silicon samples are ohmically contacted by platinum contact and anodic, to exclude the surface corrupted readings at pn transitions with applied flux voltage of 25 V to 400 V, with np-transitions with applied blocking voltage of 25 V to 400 V, and to indicate the surface-falsified measured values, the selective anodic oxidation on reversal of the load in the flow or blocking direction, simultaneously g is the action of polychromatic light 30sec to 20min with illuminances between 30Ix and 600Ix in the temperature interval 0 c CT80 o C, then the resulting by the excessive selective oxidation rate after oxide dissolution topography contrast is evaluated by light microscopy or profilome'crisch.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die elektrische Belastung und die Beleuchtung impulsförmig im Frequenzbereich von 3Hz bis 15Hz erfolgen.2. The method according to claim 1, characterized in that the electrical load and the illumination pulse-shaped in the frequency range of 3Hz to 15Hz.
3. Vorrichtung zur lateralen und vertikalen Schichtdickenkontrolle mittels anodischer Oxidation, gekennzeichnet dadurch, daß als Elektrolyt Brauchwasser, als Katode Platin und als Anode die mittels Platin ohmisch kontaktierte Si-Probe angeordnet ist.3. Apparatus for lateral and vertical layer thickness control by means of anodic oxidation, characterized in that as the electrolyte of service water, as the cathode platinum and the anode is arranged by means of platinum ohmically contacted Si sample.
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle der vertikalen und/oder lateralen Ausdehnung von Zonen in Halbleiterbauelementen und/oder Kontrollscheiben auf Siliziumbasis, die n-p- bzw. p-n-Übergänge und/oder low-high-Zonenfolge.', u. U. kombiniert mit intrinsischen Gebieten, einzeln oder zusammengesetzt enthalten.The invention relates to a method and a device for controlling the vertical and / or lateral extent of zones in semiconductor components and / or control disks based on silicon, the n-p or p-n junctions and / or low-high zone sequence. U. combined with intrinsic areas, contained individually or in combination.
Charakteris 'Jk des bekannten Standes der TechnikCharacteris ' Jk of the known state of the art
Dia bekannten, im wesentlichen Schrägschliff voraussetzenden Routinemethoden werden in einem Beitrag von S. M. Hu in J. Appl. Phys. 53 (3) March 1982 pp. 1499-1510 einer grundlegenden Kritik unterzogen. Wesentliche Aussage ist, daß die elektronische Wirksamkeit der vorgenommenen Probenpräparation, insbesondere des Schrägschliffs, sich stark auf die Lage der ζ. β. mittels Staining- oder Ausbreitungswiderstands-Technik detektieren Übergänge auswirken, so daß erheblich vom Volumenwert abweichende, oberflächenverfälschte Meßwerte ermittelt werden. Dieser somit physikalisch bedingte Widerspruch kann auch nicht, wie im WP 226693 formuliert, durch Polung der elektrolytisch zu dekorierenden Übergänge in Durchlaßrichtung gelöst werden.Dia known, essentially oblique-grounding routine methods are described in a paper by S.M. Hu in J. Appl. Phys. 53 (3) March 1982 pp. 1499-1510 subjected to a fundamental criticism. The essential statement is that the electronic effectiveness of the sample preparation, in particular of the oblique cut, strongly depends on the position of the ζ. β. detect by means of staining or propagation resistance technique transitions, so that significantly deviating from the volume value, surface-distorted measured values are determined. This thus physically conditioned contradiction can not be solved, as formulated in WP 226693, by polarity of the electrolytically to be decorated transitions in the forward direction.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel ist die Erarbeitung einer routinemäßig mit geringem Aufwand realisierbaren Methodik zur Bestimmung der lateralen und/oder vertikalen Lage von p-n, n-p- und Iow-high-Zonenfolgen, wobei intrinsische Gebiete enthalten sein können, um durch die gewonnenen Meßergebnisse die Steuerbarkeit der Produktion zu sichern.The goal is the development of a routinely feasible with little effort methodology for determining the lateral and / or vertical position of pn, np and Iow-high zone sequences, which may contain intrinsic areas to ensure the controllability of production by the obtained measurement results ,
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Aufgabe der Erfindung ist, bei lateralen und vertikalen Dimensionen von einigen 10 nm bis etwa 20 pm-Zonenfolgen der genannten Art betreffend- unter Ausschluß bzw. Ausweis verfälschend wirkender Oberflächenladungsoffekte Maximalfehler < ±2,5 % zu sichern und die Übergänge mit einem Fehler der Reproduzierbarkeit 1 %, bevorzugt 0,1 % zu messen. Gleichzeitig ist die Breite der z. B. durch thermische Belastung von Iow-high-Übergängen sich ausbildenden Übergangszonen auszuweisen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe wie folgt gelöst.The object of the invention is to ensure maximum errors <± 2.5% for lateral and vertical dimensions of a few 10 nm to about 20 μm zone sequences of the type mentioned with exclusion or identification of adulterant surface charge effects, and the transitions with a reproducibility error 1%, preferably 0.1% to measure. At the same time, the width of the z. B. identify by thermal stress of Iow-high transitions forming transition zones. According to the invention, the object is achieved as follows.
Schräggeschliffene Siliziumproben, die die genannten Zonenfolgen einzeln oder kombiniert enthalten, werden mittels Platin-Druckkontaxt ohmisch kontaktiert und anodisch geschaltet in einer elektrolytischen Anordnung, bestehend aus Platin-Katode und Brauchwasser als Elektrolyt. Während einer Zeit von 30scc bis 20min erfolgt die Einwirkung von polychromatischem Licht mit einer Beleuchtungsstärke von 300Ix bis 600Ix im Temperaturbereich von 00C < T < 800C bei einer Zellspannung von 25V < U < 400V, bevorzugt im Bereich 25 < U < 100V lateral und vertikal selektiv oxidiert. Die pulsierende elektrische und lichtoptische Belastung in einem Frequenzbereich von 3Hz < f < 15Hz ist in den meisten Fällen, insbesondere bei größerer Probengeometrie, von Verteil. Mittels Profilometer wurde festgestellt, daß die Oxidationsrate direkt am p-n-Übergang ein Maximum besitzt. Nach Oxidablösung erscheint an dessen Stellen entsprechend eine grubenförmige Vertiefung. RealeSlant-ground silicon samples containing the aforementioned zone sequences individually or in combination are ohmically contacted by means of platinum pressure contacts and connected anodically in an electrolytic arrangement consisting of platinum cathode and process water as the electrolyte. During a time of 30 scc to 20 min, the action of polychromatic light with an illuminance of 300Ix to 600Ix in the temperature range of 0 0 C <T <80 0 C at a cell voltage of 25V <U <400V, preferably in the range 25 <U <100V oxidized selectively laterally and vertically. The pulsating electrical and light-optical load in a frequency range of 3Hz <f <15Hz is in most cases, especially with larger sample geometry, of distribution. By means of profilometer it was found that the oxidation rate has a maximum directly at the pn junction. After oxide dissolution appears in its places according to a pit-like depression. Reale