FR2575601A1 - Procede et dispositif de determination de parametres electriques d'une couche semi-conductrice en fonction de la profondeur - Google Patents
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Abstract
PROCEDE ET DISPOSITIF DE DETERMINATION DE PARAMETRES ELECTRIQUES D'UNE COUCHE SEMI-CONDUCTRICE EN FONCTION DE LA PROFONDEUR. SELON L'INVENTION, ON EFFECTUE PLUSIEURS FOIS LA SEQUENCE D'OPERATIONS SUIVANTE, A SAVOIR UNE IMPLANTATION, DANS UNE ZONE 10 DE LA COUCHE, D'IONS NEUTRES AMORPHISANTS AYANT UNE ENERGIE APTE A AMORPHISER CETTE ZONE JUSQU'A UNE CERTAINE PROFONDEUR, PUIS UNE MESURE DE TYPE ELECTRIQUE, PERMETTANT LA DETERMINATION DU PARAMETRE POUR LA PARTIE 54 NON ENCORE AMORPHISEE DE LA ZONE, EN PARTANT D'UNE ENERGIE APTE A AMORPHISER SUPERFICIELLEMENT LA ZONE ET EN INCREMENTANT A CHAQUE FOIS L'ENERGIE ET L'ON DETERMINE LE PARAMETRE EN FONCTION DE LA PROFONDEUR, A PARTIR DES MESURES. APPLICATION A LA DETERMINATION DE LA DENSITE DE PORTEURS DANS UNE COUCHE SEMI-CONDUCTRICE DOPEE.
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE DETERMINATION DE PARAMETRES
ELECTRIQUES D'UNE COUCHE SEMICONDUCTRICE EN FONCTION
DE LA PROFONDEUR
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de détermination de paramètres électriques d'une couche semiconductrice en fonction de la profondeur. Elle s'applique en particulier au contrôle de certaines étapes de fabrication de dispositifs semiconducteurs tels que les diodes, les transistors et les circuits intégrés, à partir de plaquettes semiconductrices que l'on est notamment conduit à doper.
ELECTRIQUES D'UNE COUCHE SEMICONDUCTRICE EN FONCTION
DE LA PROFONDEUR
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de détermination de paramètres électriques d'une couche semiconductrice en fonction de la profondeur. Elle s'applique en particulier au contrôle de certaines étapes de fabrication de dispositifs semiconducteurs tels que les diodes, les transistors et les circuits intégrés, à partir de plaquettes semiconductrices que l'on est notamment conduit à doper.
En ce qui concerne le dopage d'une plaquette semiconductrice, on souhaite ainsi pouvoir contrôler non seulement la dose de dopant introduite en tout point de la plaquette semiconductrice mais encore, en fonction de la profondeur, la densité de dopants actifs, c'est-à-dire aptes à fournir des porteurs quasilibres, densité qui est encore appelée "profil d'activité électrique" et qui correspond à la densité de porteurs majoritaires (électrons ou trous), cette der niera pouvant être notée n.
Une méthode connue permettant de déterminer le profil d'activité électrique en fonction de la profondeur consiste à déterminer la résistivité électrique p ou, ce qui est équivalent, la conductivité électrique p 1 en fonction de la profondeur. On peut alors déterminer n en utilisant la relation suivante : -1
P 1 = e.#.n (1) dans Laquelle e représente, en valeur absolue, la charge d'un électron et p la mobilité des porteurs majoritaires (en négligeant la mobilité des porteurs minoritaires), et en connaissant les variations de p en fonction de n.
P 1 = e.#.n (1) dans Laquelle e représente, en valeur absolue, la charge d'un électron et p la mobilité des porteurs majoritaires (en négligeant la mobilité des porteurs minoritaires), et en connaissant les variations de p en fonction de n.
Ces variations de p en fonction de n peuvent être déterminées à L'aide d'autres mesures, utilisant l'effet HALL. Ces autres mesures, qui nécessitent un appareillage plus compliqué que les mesures de résistivité précédentes, permettent de déterminer directement les variations de n et p, et donc de p en utilisant la relation (1), en fonction de la profondeur x et par conséquent, de connaitre p en fonction de n.
On connaît déjà deux méthodes permettant de déterminer Le profil d'activité électrique d'une couche semiconductrice en fonction de la profondeur. Une première méthode, dont le principe est schématiquement représenté sur la figure 1, consiste à effectuer des dépLacements micrométriques d'une tête de mesure appropriée dont on aperçoit les pointes de mesure 2 sur la figure 1, le long d'un biseau réalisé sur la couche semiconductrice dopée 4. Cette première méthode présente les inconvénients suivants : elle nécessite le découpage de la plaquette semiconductrice en petits morceaux qu'il faut abraser mécaniquement suivant des angles ot très faibles, de L'ordre de 0,3 à 0,5 degré ; en outre, il se forme alors un arrondi au début du biseau, qui induit des erreurs sur la profondeur.On peut remédier à cet inconvénient en déposant une couche supplémentaire électriquement isolante 6 sur la surface de la couche 4, l'arrondi -8 étant ainsi forme sur la couche supplémentaire, mais ceci ne fait que compliquer la méthode.
Une seconde méthode consiste à enlever successivement des couches élémentaires de la couche à étudier, par abrasion ou par attaque chimique contrô idée, et à effectuer une mesure électrique après lten- lèvement de chaque couche élémentaire. Cette seconde méthode présente les inconvénients suivants : il s'agit d'une méthode compliquée qui nécessite, pour l'enlèvement des couches élémentaires, une oxydation anodique ou une abrasion ionique ; de plus, Le contrôle de ta profondeur est difficile ; enfin, cette méthode est longue à mettre en oeuvre. Il en résulte une limitation du nombre de mesures que l'on peut effec#tuer en fonction de ta profondeur et donc une préci sion assez faible des mesures.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précédents en proposant un procédé et un dispositif de déterminat'ion de paramètres électriques d'une couche semiconductrice en fonction de ta profondeur, qui sont simples, ne nécessitent pas de traitement mécanique ou chimique de ta couche, permettent d'effectuer des mesures sur une grande profondeur et ce, en un temps assez court, et donc d'obtenir une bonne précision pour les mesures.
De façon précise, la présente invention a pour objet un procédé de détermination d'au moins un paramètre électrique d'au moins une zone d'une couche semiconductrice en fonction de ta profondeur, caracte- risé en ce qu'il consiste à effectuer plusieurs fois la séquence d'opérations suivante :: - implantation, dans ladite zone, d'ions neutres amor
phisants ayant une énergie apte à amorphiser cette
zone jusqu a une certaine profondeur, puis - mesure de type éLectrique, permettant La determina
tion du paramètre pour ta partie non encore amorphi
sée de la zone, en partant d'une énergie apte à amorpniser superfi cillement la zone et en incrémentant à chaque fois I1 énergie, et à déterminer le paramètre en fonction de la profondeur, à partir des mesures.
phisants ayant une énergie apte à amorphiser cette
zone jusqu a une certaine profondeur, puis - mesure de type éLectrique, permettant La determina
tion du paramètre pour ta partie non encore amorphi
sée de la zone, en partant d'une énergie apte à amorpniser superfi cillement la zone et en incrémentant à chaque fois I1 énergie, et à déterminer le paramètre en fonction de la profondeur, à partir des mesures.
La couche étudiée peut etre dopée. Elle peut se trouver sur un substrat de type N- (donneur) ou P (accepteur) et peut présenter un dopage de type N ou
P, constant ou non suivant la profondeur.
P, constant ou non suivant la profondeur.
On rappelle que des ions amorphisants pour la couche semiconductrice considérée sont des ions qui sont capabLes d'amorphiser cette couche, c'est-b-dire de la désorganiser à tel point que sa résîstivité devienne très élevée et comparable à celte d'un matériau électriquement isolant. Plus La masse atomique des ions est élevée, plus ces ions sont amo-rphisants.
Les ions utilisés sont des ions neutres c'est-à-dire non dopants pour ta couche semiconductri- ce considérée. On utilise par exempte des ions de gaz rares tels que Le xénon, Le krypton ou l'argon ou des ions de silicium ou de germanium.
La masse des ions ayant une influence sur ta profondeur amorphisée, on choisit de préférence des ions relativement lourds, tels que des ions de xénon ou de krypton, pour L'étude de couches peu profondes teLLes que les sources et Les drains de transistors MOS en technoLogie VLSI ou bien les émetteurs des transistors bipolaires, et des ions moins lourds, tels que des ions d'argon, pour des couches plus profondes, telles que Les zones des collecteurs des transistors bipolaires ou bien Les caissons des circuits CMOS.
Pour une couche semiconductrice ayant un dopage de type donné, on pourrait songer à implanter des ions amorphisants qui induisent un dopage du type opposé mais cela nécessiterait un recuit de la couche ainsi impLantée, ce qui modifierait te paramètre à mesurer.
De préférence, la séquence du procédé objet de l'invention est répétée jusqu a obtenir t1amorphi- sation de la couche dans toute sa profondeur. Bien entendu, te procédé objet de L'invention peut être mis en oeuvre dans un implanter ionique et les différen- tes mesures peuvent alors être effectuées directement dans cette implanteur, sans avoir à extraire la couche de celui-ci.
Si l'on souhaite étudier plusieurs zones de la couche semiconductrice, par exemple pour établir une cartographie en plusieurs points d'une même plaquette semiconductrice, on peut bien entendu, pour gagner du temps, effectuer chaque étape d'implantation pour toutes les zones à la fois puis l'étape de mesure suivante également pour toutes ces zones, plutôt que de déterminer le ou les paramètres électriques selon le procédé de l'invention, pour chaque zone l'une après l'autre.
Selon l'invention, on réalise donc des amorphisations à profondeur croissante, d'au moins une zone d'une couche semiconductrice, ce qui modifie La conduction dans la zone et permet de faire circuler un courant électrique de mesure en profondeur dans la partie non encore amorphisée de la zone, partie dont l'épaisseur diminue au fur et à mesure que la profondeur d'amorphisation augmente. Selon l'invention, on peut effectuer des mesures å différentes profondeurs d'une façon bien plus simple que par la technique d'oxydation anodique ou d'abrasion de la couche semiconductrice.
Le paramètre à mesurer peut être la résistivité électrique. Chaque mesure peut alors être effectuée selon la méthode des quatre pointes. Le paramètre peut également être la densité de porteurs, les mesures étant effectuées en utilisant l'effet HALL. On peut alors déterminer en outre le paramètre mobilité des porteurs.
Selon un mode de mise en oeuvre avantageux du procédé objet de L'invention, chaque mesure utilisant l'injection d'un courant électrique dans la partie non encore amorphisée de la zone, on effectue, simultanément à L'opération d'implantation et à L'aide desdits ions, des amorphisations de domaines disposés de façon à empêcher le courant de contourner ladite zone, ce qui permet de déterminer avec une grande précision le paramètre, à des profondeurs importantes.
Pour obtenir une précision encore plus grande, on peut effectuer préalablement auxdites séquences, une amorphisation de la couche semiconductrice jusqu'au fond de celle-ci, dans un domaine qui entoure ladite zone et la rencontre en deux extrémités.
Selon un autre mode de mise en oeuvre particulier du procédé objet de l'invention, on réalise la détermination du paramètre pour plusieurs zones et L'on effectue préalablement à cette détermination une amorphisation de la couche semiconductrice jusqu'au fond de celle-ci, suivant un réseau de bandes qui delimitent lesdites zones et les rencontrent en deux extrémités.
La présente invention concerne également un dispositif de détermination d'au moins un paramètre électrique d'au moins une zone d'une couche semiconductrice en fonction de la profondeur, pour la mise en oeuvre du procéde également objet de l'invention, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens d'implantation ionique aptes à former un
faisceau d'ions neutres amorphisants pour ladite
couche, l'énergie des ions étant réglable, - des moyens limiteurs, prévus pour Limiter L'implan
tation à un domaine contenant la zone, et - des moyens de mesure électrique qui peuvent compren
dre une pluralité de pointes de mesure prévues pour
appuyer contre la couche, à l'extérieur de la zone,
ces moyens de mesure étant prévus pour permettre la
détermination du paramètre dans une partie électri
quement conductrice de la zone.
faisceau d'ions neutres amorphisants pour ladite
couche, l'énergie des ions étant réglable, - des moyens limiteurs, prévus pour Limiter L'implan
tation à un domaine contenant la zone, et - des moyens de mesure électrique qui peuvent compren
dre une pluralité de pointes de mesure prévues pour
appuyer contre la couche, à l'extérieur de la zone,
ces moyens de mesure étant prévus pour permettre la
détermination du paramètre dans une partie électri
quement conductrice de la zone.
Selon un mode de réalisation particulier du dispositif objet de L'invention, le paramètre étant la résistivité électrique, Les moyens de mesure Sont con çus pour la détermination de cette-ci par les méthodes des quatre pointes.
Selon un autre mode de réalisation particuw tier, le paramètre étant la densité de porteurs, Les moyens de mesure sont conçus pour ta détermination de celle-ci par la méthode des six pointes et comprennent à cet effet des moyens de production d'un champ magné- tique, et le dispositif comprend en outre un support de couche déplaçable relativement par rapport à ces moyens de production et de tel Le manière que l'on puisse exposer ladite zone soit aux ions soit au champ magnétique.
Alors, les moyens de mesure peuvent en outre être prévus pour La détermination du parametre mobiti- té des porteurs.
Selon un autre mode de réalisation particu- lier, les moyens limiteurs sont conçus pour limiter
L'implantation à ladite zone.
L'implantation à ladite zone.
Selon un mode de réalisation avantageux du dispositif objet de l'invention, les moyens timiteurs sont conçus pour limiter l'implantation à ta zone et à un chemin fermé qui entoure cette zone et la rencontre en deux extrémités.
Selon une réalisation particulière de l'in- vent ion, tes moyens Limiteurs comprennent au moins un diaphragme pour Le faisceau dotions.
Selon une autre réalisation particulière,
Le dispositif objet de l'invention comprend en outre un support de couche et tes moyens limiteurs sont aptes à réaliser un déplacement relatif du faisceau par rapport au support
L'invention sera mieux comprise à ta lecture de la description qui suit, d'exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 montre Le principe d'une technique de mesure connue et a déjà été décrite,
- la figure 2 illustre le principe du procédé objet de L'invention,
- la figure 3 est une vue schématique d'un mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention,
- les figures 4 et 5 sont des vues de détails de ce dispositif,
- les figures 6 et 7 sont des courbes de mesure résultant d'exemples d'application du procédé objet de l'invention,
- la figure 8 est une vue de dessus montrant la circulation d'un courant électrique de mesuré utilisé dans La présente invention, par rapport à une zone amorphisée d'une couche semiconductrices
- la figure 9 est une vue schezatique d'un diaphragme qui peut etre utilisé pour la mise en oeu- vre du procédé objet de l'invention,
- ta figure 10 est une vue schématique de dessus d'un domaine dans lequel une implantation ionique a été effectuée au moyen du diaphragme précédent,
- ta figure 11 est une vue en coupe de ce domaine,
- la figure 12 est une vue schématique d'un autre diaphragme utilise pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention,
- la figure 13 est une vue de dessus schéma- tique d'un domaine dans lequel une implantation ionique a été effectuée au moyen du diaphragme rerpésenté sur La figure 12,
- la figure 14 est une vue en coupe longitudinale du domaine représente sur la figure 13,
- la figure 15 représente des courbes de mesure obtenues par différents modes de mise en oeuvre du procédé objet de l'invention,
- la figure 16 est une vue schématique de zones d'une couche semiconductrice, qui ont été délimitées selon un mode de mise en oeuvre particulier du procédé objet de l'invention et dans lesquelles on souhaite effectuer des mesures d'un ou de plusieurs paramètres électriques, et
- les figures 17 et 18 sont des vues schématiques d'un autre mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention, permettant d'effectuer des mesures de densité de porteurs et éventuellement de résistivité électrique, dans une zone d'une couche semiconductrice.
Le dispositif objet de l'invention comprend en outre un support de couche et tes moyens limiteurs sont aptes à réaliser un déplacement relatif du faisceau par rapport au support
L'invention sera mieux comprise à ta lecture de la description qui suit, d'exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 montre Le principe d'une technique de mesure connue et a déjà été décrite,
- la figure 2 illustre le principe du procédé objet de L'invention,
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- les figures 17 et 18 sont des vues schématiques d'un autre mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention, permettant d'effectuer des mesures de densité de porteurs et éventuellement de résistivité électrique, dans une zone d'une couche semiconductrice.
Le principe du procédé objet de l'invention est schématiquement illustré sur la figure 2. On souhaite par exemple contrôler le dopage d'une couche semiconductrice dopée de profondeur h, formée sur un substrat, et plus précisément, connaître pour cette couche, les variations de la densité de porteurs majoritaires n en fonction de la profondeur x. Pour ce faire, selon l'invention, on envoie un faisceau F d'ions amorphisants sur une zone délimitée de la couche, L'énergie E des ions étant choisie pour que la zone soit amorphisée superficiellement, jusqu'à une faible profondeur XQ, et l'on effectue une mesure de résistivité électrique dans la partie non encore amor phisée de la zone.On effectue ensuite une seconde implantation avec des ions d'énergie E+#E supérieure à
E, ce qui crée une tranche supplémentaire d'amorphisation dans la zone, jusqu'à une profondeur x1 supérieure à xO. On effectue la mesure de résistivité dans la partie non encore amorphisée de la zone. On réalise alors une troisième implantation avec des ions d'entre gie E+2hE, ce qui crée une tranche supplémentaire d'amorphisation pour la zone étudiée qui ce trouve ainsi amorphisée jusqu'à une profondeur x2 supérieure à x1, et ainsi de suite, jusqu'à l'amorphisation de la couche sur toute son épaisseur h ou plus, suivant la valeur de cette épaisseur et/ou suivant l'énergie que l'on est capable de donner aux ions.
E, ce qui crée une tranche supplémentaire d'amorphisation dans la zone, jusqu'à une profondeur x1 supérieure à xO. On effectue la mesure de résistivité dans la partie non encore amorphisée de la zone. On réalise alors une troisième implantation avec des ions d'entre gie E+2hE, ce qui crée une tranche supplémentaire d'amorphisation pour la zone étudiée qui ce trouve ainsi amorphisée jusqu'à une profondeur x2 supérieure à x1, et ainsi de suite, jusqu'à l'amorphisation de la couche sur toute son épaisseur h ou plus, suivant la valeur de cette épaisseur et/ou suivant l'énergie que l'on est capable de donner aux ions.
On peut ainsi obtenir, comme on le verra plus en détail par la suite, différents points de mesure qui permettent de tracer la courbe C donnant les variations de n en fonction de la profondeur x dans la zone de la couche semiconductrice étudiée et éventuellement dans une partie du substrat sous-jacent lorsque celui-ci a le même type de dopage que la couche.
Sur les figures 3 à 5, on a représente sche- matiquement un mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention. Ce dispositif permet de déterminer les variations de résistivité électrique p en fonction de la profondeur x, pour une zone 10 d'une couche semiconductrice dopée 12, et donc de déterminer le profil d'activité électrique de la zone en fonction de la profondeur. Pour plus de clarté, la taille de la zone 10 est exagérée sur les figures 3 et 4.
La couche semiconductrice 12 est par exemple formée à La surface d'une plaquette semiconductrice 14 en silicium dont une partie forme ainsi le substrat 16 de la couche 12 (figure -5).
Le dispositif comprend essentiellement un implanter ionique 18 apte à délivrer un faisceau d'ions neutres et amorphisants pour ta couche, un diaphragme 20 percé d'un trou 22 dont Le pourtour coincide avec celui de la zone 10-å étudier, et des moyens 24 de mesure de la résistivité électrique.
La plaquette 14 est fixée sur un support 26 faisant partie de l'implanteur ionique et disposé dans la chambre de cible 19 de ce dernier, de tette manière que la plaquette puisse être exposée au faisceau. Ce support 26 peut être rendu mobite suivant deux directions perpendiculaires, grâce à des moteurs pas a pas non représentés.
Un autre support 28 est disposé en regard de la plaquette 14 et pourvu d'un trou 30 destiné à lais- ser passer tes ions du faisceau. Ce trou a un diamètre supérieur au trou 22 du diaphragme 2C et ce diaphragme est fixé à t'autre support 28, en regard de ta plaquette 14, de façon à permettre L'impLantation des ions dans ta zone 1Q, à travers le trou 22 dudit diaphragme.
Les moyens de mesure 24 permettent d'effectuer une mesure de la résistivité électrique par La méthode des quatre pointes et comprennent à cet effet quatre tiges étectriquement conductrices 32, 34, 36, et 38 dont les extrémités forment Les pointes de mesure et sont destinées à être appLiquées contre La couche semiconductrice 12. Les quatre pointes sont par exemple alignées, Les pointes des tiges 36 et 38, encore appelées pointes intérieures, étant disposées au voisinage immédiat de La zone 10 de part et d'autre de celle-ci, et les pointes des tiges 32 et 34, encore appeLées pointes extérieures, étant disposées de part et d'autre des pointes intérieures.D'autres dispositions pour tes pointes sont bien entendu possibtes et font que changer certains coefficients de proportiona lite intervenant dans les calculs résuLtant de ta méthode des quatre pointes.
L'autre support 28 est électriquement iso lant et par exemple réalise en une résine epoxy. IL comporte quatre traversées électriquement conductrices 40. Les quatre tiges conductrices sont fixées à ces traversées, du même coté de La plaquette en epoxy 28 que le diaphragme 20. Cette plaquette 28 est pourvue de butées 42 par L'intermédiaire desquelles elle repose sur Le support 26. La plaquette en époxy 28 est également pourvue de vis 44 qui sont par exemple disposées en carré sur Le bord de cette plaquette 28, traversent celle-ci et sont vissées dans te support 26.Pour chacune de ces vis 44, un ressort 46 est interposé entre la tête de- la vis et la plaquette en époxy 28, de sorte que la force d'appui des pointes de mesure peut être régLée en fonction du vissage des vis 44.
Un générateur de courant 48 muni d'un ampe- remètre, est relié aux deux tiges conductrices 32 et 34 et permet de faire circuler de t'une à t'autre un courant électrique d'intensité I mesuré à L'aide de
L'ampèremètre. Les tiges conductrices 36 et 38 sont quant à elles reliées à un voLtmètre 50 permettant de mesurer la tension V existant alors entre les pointes de mesure correspondantes. L'amperemetre et te vottsè- tre sont à L'extérieur de L'imptanteur et reliés aux tiges par des conducteurs électriques qui traversent des passages électriquement isolants de l'implanteur ionique.
L'ampèremètre. Les tiges conductrices 36 et 38 sont quant à elles reliées à un voLtmètre 50 permettant de mesurer la tension V existant alors entre les pointes de mesure correspondantes. L'amperemetre et te vottsè- tre sont à L'extérieur de L'imptanteur et reliés aux tiges par des conducteurs électriques qui traversent des passages électriquement isolants de l'implanteur ionique.
Selon l'invention, La résistivité electri- que est déterminée de la façon suivante avec le dispositif que l'on vient de décrire : on répète une sequence comportant d'une part une étape d'amorphisation de la zone 10 à partir de la surface de cette-ci, ce qui divise. ta zone 10 en deux parties, à savoir une partie amorphisée 52 (figure 5) et une partie non amorphisée 54, et d'autre part une étape de mesure de la résistance carrée de cette partie non amorphisée 54 qui demeure électriquement conductrice et qui peut donc être traversée par le courant d'intensite I.
L'énergie E des ions est augmentée d'une quantité AE à chaque séquence, de sorte que la profondeur d'amorphisation x augmente à chaque séquence.
Pour une séquence donnée, la résistance carrée Rc est donnée par la formule suivante R = K.V/I (2)
c le coefficient multiplicatif K, qui est connu étant dépendant de la géométrie de l'échantillon étudié et de la disposition des pointes.
c le coefficient multiplicatif K, qui est connu étant dépendant de la géométrie de l'échantillon étudié et de la disposition des pointes.
La répétition des séquences permet de tracer
Les variations de la résistance carrée R c de la partie non encore amorphisée. en fonction de L'énergie E d'implantation des ions. Or, il existe une relation entre cette énergie E et la profondeur d'amorphisation x, relation qui peut être déduite de calculs théoriques et/ou de mesures expérimentales. On en déduit donc les variations de la résistance carrée R en
c fonction de la profondeur d'amorphisation x.
Les variations de la résistance carrée R c de la partie non encore amorphisée. en fonction de L'énergie E d'implantation des ions. Or, il existe une relation entre cette énergie E et la profondeur d'amorphisation x, relation qui peut être déduite de calculs théoriques et/ou de mesures expérimentales. On en déduit donc les variations de la résistance carrée R en
c fonction de la profondeur d'amorphisation x.
Un calcul connu permet alors de déterminer la résistivité p(x) à une profondeur donnée x. Ce calcul est par exemple effectué à L'aide de la formule suivante adaptée, compte tenu des variations discontinues de x
En utilisant la relation (1) et la relation qui lie p à n et dont on verra par la suite comment elle peut être déterminée, on peut ainsi obtenir les variations de n en fonction de x.
A titre purement indicatif et nullement limitatif on peut ainsi effectuer des mesures de résistivite électrique sur une plaquette de silicium dopée par implantation d'ions BF2 de 20 keV, avec une dose de L'ordre de 2.1015 ionsl 2 la plaquette etant en- suite recuite, au moyen d'une lampe, à 10000C pendant 20 secondes. On peut égaLement effectuer des mesures de résistivité sur une plaquette de silicium dopée par
+ implantation d'ions As de 100 keV, avec une dose de
L'ordre de 1015 ions/cm2, la plaquette étant ensuite recuite dans un four à 950il pendant 30 minutes.Pour ces deux groupes de mesures, on utilise des ions xénon à des énergies comprises entre 35 et 400 keV avec une dose supérieure à 5.1013 ions/cm2, un étalonnage préalable (qui est fait une fois pour toutes pour Le silicium et non pas pour chaque expérience sur une plaquette de silicium et qui utilise une révélation chimique ou la technique connue sous le nom de "spreading resistance") permettant de connaftre La relation entre la profondeur amorphisée et L'énergie des ions amorphisants utilisés. A titre d'exemple, pour des ions Xe å à une dose de 1014/cm2, les profondeurs amorphi- sées à 35,50, 70 et 100 keV sont respectivement égales à 35, 42,5, 55 et 75 nanomètres.
+ implantation d'ions As de 100 keV, avec une dose de
L'ordre de 1015 ions/cm2, la plaquette étant ensuite recuite dans un four à 950il pendant 30 minutes.Pour ces deux groupes de mesures, on utilise des ions xénon à des énergies comprises entre 35 et 400 keV avec une dose supérieure à 5.1013 ions/cm2, un étalonnage préalable (qui est fait une fois pour toutes pour Le silicium et non pas pour chaque expérience sur une plaquette de silicium et qui utilise une révélation chimique ou la technique connue sous le nom de "spreading resistance") permettant de connaftre La relation entre la profondeur amorphisée et L'énergie des ions amorphisants utilisés. A titre d'exemple, pour des ions Xe å à une dose de 1014/cm2, les profondeurs amorphi- sées à 35,50, 70 et 100 keV sont respectivement égales à 35, 42,5, 55 et 75 nanomètres.
Sur les figures 6 et 7, on a représenté les variations de la résistance carrée, exprimée en ohms par carré, en fonction de l'énergie E des ions amorphisants, exprimée en keV, respectivement. pour la plaquette dopée par implantation d'ions BFz, La jonction couche implantée/substrat se situant å 0,17 micron de la surface de La plaquette, et pour la plaquette implantée par des ions As , La jonction se situant à 0,25 micron de la surface de la plaquette.
Bien entendu, étant donné l'utilisation de la méthode quatre pointes, des mesures correctes de la résistance carrée nécessitent un appareillage performant car lorsque l'amorphisation se rapproche de La zone de jonction, cette résistance carrée devient très grande. En outre, on doit corriger (de façon connue) le coefficient multiplicatif K de la formule (2), utilisé dans La méthode des quatre pointes, en fonction de la forme des Lignes de courant entre les pointes des tiges conductrices extérieures 32 et 34. Par abus de tangage, chaque pointe est dans ce qui -suit référencee comme la tige correspondante.
La zone amorphisée 10 peut être rectanguLai- re en vue de dessus (figure 8). Lorsque la dimension de cette zone amorphisée, comptée perpendiculairement à la ligne des pointes de mesure, n'est pas très grande devant la dimension de La zone comptée paraLlele- ment à cette Ligne, le courant électrique circuLant de la pointe 32 à la pointe 34 à tendance à contourner la zone 10 au Lieu de passer principalement au-dessous de la partie amorphisée de cette zone, et l'on obtient alors un plateau de résistivité au-detà d'une certaine énergie des ions amorphisants.
Pour remédier à cet inconvénient, au Lieu diutiliser un diaphragme, par exemple en acier inoxydable, comportant une simpLe ouverture rectangulaire, on peut utiliser un diaphragme permettant de réalises simultanément à l'implantation de la zone 10, des implantations dans deux bandes ou domaines 56 et 58 (fi- gure 10) constituant avec cette zone 10 un domaine en forme de H dont La zone 10 constitue la barre transversale (les extrémités de La zone 10 rencontrant respectivement les domaines 56 et 58). Alors, te courant électrique ne peut plus contourner ta partie amorphi sée de La zone 10 pour aller de La pointe 32 à La pointe 34 mais doit, pour ce faire, passer principaLement au-dessous de La partie amorphisée de La zone 10 et des parties amorphisées des domaines 56 et 58.On peut même, afin d'empêcher le courant électrique de contourner les domaines amorphisés, réaLiser, en même temps que l'amorphisation de La zone 10 et des domaines 56 et 58, une amorphisation de deux domaines 60 et 62 reliant les extrémités correspondantes des domaines 56 et 58, en entourant ainsi complètement la zone 10 (figures 10 et 11). A cet effet, on utilise Le diaphragme 63 représenté sur La figure 9, qui comporte une plaque 64 percée d'une ouverture rectangulaire 66 ainsi que deux petites plaques 68 et 70 disposées dans le plan de la plaque 64, dans l'ouverture 66, les cO- tés des petites plaques 68 et 70 qui se font face perMettant de délimiter Longitudinalement la zone 10.
Les petites plaques 68 et 70 sont fixées à la plaque 64 par L'intermédiaire de languettes 72 et 74 retiant à la plaque 64 Les côtes opposés aux précédents. La plaque 64, les petites pLaques 68 et 70 ainsi que les
Languettes 72 et 74 sont par exemple réalisées en acier inoxydabLe.
Languettes 72 et 74 sont par exemple réalisées en acier inoxydabLe.
Lors de L'amorphisation, Les languettes 72 et 74 sont responsables de la présence de "zones d'om bre" non amorphisées 76 et 78 que l'on peut supprimer en réaLisant non pas une simple implantation perpendi culairewent à la surface de La couche 12 mais une doubLe impLantation consistant en deux impLantations successives sur cette couche, respectivement suivant un angle Légèrement inférieur à 900 et suivant un angle Légèrement supérieur à 900.
On peut encore améliorer les mesures de ré- sistivité, en réa Lisant, préalablement aux séquences mentionnées plus haut, une amorphisation préliminaire de la couche 12 jusqu'au fond de celle-ci suivant un chemin ou parcours fermé 80 (figures 13 et 14), après quoi les différentes séquences sont exécutées, séquences au cours desquelles la zone 10 est progressivement amorphisée en profondeur de telle manière qute-lle soit entourée par le parcours 80 et que ses extrémités soient respectivement comprises dans deux côtés oppo- sés du parcours 80.
On oblige ainsi les lignes de courant à demeurer dans un volume donné de la couche 12.
Dans ce cas, le diaphragme utilisé pour l'amorphisation de la zone 10 est le diaphragme à simple ouverture rectangulaire mentionné plus haut et le diaphragme utilisé pour l'amorphisation préliminaire jusqu'au fond de la couche 12 est du genre de celui qui est représenté schématiquement et référencé 81 sur la figure 12 et qui comporte une plaque 82 percée d'une ouverture rectangulaire 84, ainsi qu'une petite plaque rectangulaire 86 disposée dans le plan de La plaque 82, dans l'ouverture 84, et fixée à la plaque 82 par L'intermédiaire de languette 88 et 90, Le tout étant en acier inoxydable par exemple.
Les zones d'ombre créées par Les Languettes 88 et 90 peuvent être éliminées comme on l'a déjà in disque plus haut dans La description de la figure 10.
Bien entendu, on fixe d'abord, en vue de l'amorphisation préliminaire, le diaphragme 81 sur la plaquette 28 (figure 4), -le trou 30 de celle-ci étant prévu plus grand que l'ouverture 84 puis, en vue des amorphisations correspondant auxdites séquences, le diaphragme 81 est remplacé par Le diaphragme à simple ouverture.
Sur La figure 15 on voit que la mesure de la résistance carrée Rc effectuée suivant Le procédé qui est décrit en référence aux figures 3 à 5 (diaphragme à simple ouverture rectangulaire), présente un palier
P au-delà d'un certain seuil de profondeur voisin de
La profondeur h de la couche 12, du fait que le courant électrique a la possibilité de contourner la zone amorphisée 10, alors que la résistance carrée R mesu
c rée au moyen du procédé décrit en référence aux figures 12 à 14, utilisant une amorphisation préliminaire de confinement dans la couche 12, tend vers L'infini (partie en pointillés D) Lorsque la profondeur x tend vers la valeur h, Le courant ne pouvant alors plus circuler de la pointe 32 à la pointe 34, Le substrat étant supposé avoir un dopage de type opposé à celui de la couche.
P au-delà d'un certain seuil de profondeur voisin de
La profondeur h de la couche 12, du fait que le courant électrique a la possibilité de contourner la zone amorphisée 10, alors que la résistance carrée R mesu
c rée au moyen du procédé décrit en référence aux figures 12 à 14, utilisant une amorphisation préliminaire de confinement dans la couche 12, tend vers L'infini (partie en pointillés D) Lorsque la profondeur x tend vers la valeur h, Le courant ne pouvant alors plus circuler de la pointe 32 à la pointe 34, Le substrat étant supposé avoir un dopage de type opposé à celui de la couche.
Pour réaliser les différentes amorphisations, on peut utiliser un balayage approprié du faisceau d'ions, le support 26 (figure 3) étant fixe, ou un déplacement approprie de ce dernier, le faisceau d'ions ayant une direction fixe, au lieu d'utiliser des diaphragme.
Sur la figure 16, on a représenté la plaquette semiconductrice 14 dans plusieurs zones 10 de laquelle on désire effectuer des mesures d'un paramè- tre électrique tel que la résistivité ou la mobilité des porteurs. Pour ce faire, on peut amorphiser la couche 12 dans toute sa profondeur suivant un réseau de bandes parallèles 92 et d'autres bandes 94 parallèles et perpendiculaires aux bandes 92, en définissant ainsi des domaines élémentaires électriquement isolés les uns des autres dans la couche 12, au moyen d'un balayage approprié de la couche 12 par le faisceau d'ions amorphisant, le support 26 étant fixe, ou par un déplacement approprie de ce dernier, le faisceau d'ions ayant alors une direction fixe.Ensuite, on peut réaliser les différentes séquences dans chacun des domaines ainsi formés, chaque zone 10 étant en outre telle qu'elle rencontre deux bandes parallèles 92 ou 94 qui délimitent Le domaine élémentaire auquel la zone appartient.
Chaque domaine élémentaire peut avoir des dimensions de L'ordre de 5 mm par 3 mm ce qui permet effectivement une cartographie d'une plaquette de si licou~ de 100 mm de diamètre par des déplacements pas à pas du support 26. On peut alors effectuer des mesu res de profil d'activité électrique pour une domaine élémentaire donné, en une vingtaine de points de profondeurs différentes, en 40 minutes environ, ce temps comprenant l'amorphisation préliminaire, tes séquences de mesure à 20 énergies différentes et t1exptoita- tion informatisée des résultats.
Le procédé objet de l'invention peut egalement être utilisé pour déterminer directement Le profil d'activité électrique en fonction de La profondeur x au moyen de mesures utilisant L'effet HALL Pour ce faire, après chaque étape d'amorphisation, on effectue une étape de mesure à l'aide, non plus de quatre pointes, mais, de façon connue, au moyen de six pointes de mesure 96, 98, 100, 102, 104 et 106, et d'un champ magnétique B perpendiculaire à la zone amorphisée 10 de forme par exemple rectangulaire (figure 17).
De façon connue, les six pointes se répartissent au sommet d'un hexagone. Les pointes 96 et 98 sont respectivement disposées en regard de deux côtes opposés de La zone 10 et servent respectivement à
L'amenée et la récupération d'un courant électrique d'intensité Z, ce courant étant destiné à circuler dans la partie non encore amorphisée de ta zone 10.
L'amenée et la récupération d'un courant électrique d'intensité Z, ce courant étant destiné à circuler dans la partie non encore amorphisée de ta zone 10.
Les pointes 100 et 102 sont disposées au voisinage immédiat de La zone 10, respectivement en regard des deux autres cotés opposés de cette zone et il en est de même pour tes pointes 104 et 106. Les pointes 100 et 102 permettent de mesurer une tension éLectrique VH lors de l'injection du courant d'intensité I et l'on fait de même avec tes pointes 104 et 106 afin de vérifier L'homogénéité de la tension mesurée, ceci étant connu dans L'état de la technique
Les mesures effectuées après chaque étape d'amorphisation permettent ainsi de déterminer la densité de porteurs n pour La partie non encore amorphi sée de la zone 10 après cette étape et donc de déterminer n en fonction de La profondeur x.En mesurant égaLement après chacune de ces étapes ta tension eLec- trique Vt entre deux pointes telles que tes pointes 100 et 104 ou tes pointes 102 et 106 ayant servi à ta mesure de la tension VH et situées d'un meme coté de la zone 10, on peut déterminer, de façon connue, la résistivité correspondant à La partie non amorphisée de la zone 1D pour chaque étape d'amorphisation et en déduire Les variations de la résistivité p en fonction de la profondeur x comme on L'a vu plus haut et par conséquent déterminer Les variations de la mobilité des porteurs p en fonction de La profondeur x, en utilisant ta relation (1) et la relation entre n et x précédemment déterminée.
Les mesures effectuées après chaque étape d'amorphisation permettent ainsi de déterminer la densité de porteurs n pour La partie non encore amorphi sée de la zone 10 après cette étape et donc de déterminer n en fonction de La profondeur x.En mesurant égaLement après chacune de ces étapes ta tension eLec- trique Vt entre deux pointes telles que tes pointes 100 et 104 ou tes pointes 102 et 106 ayant servi à ta mesure de la tension VH et situées d'un meme coté de la zone 10, on peut déterminer, de façon connue, la résistivité correspondant à La partie non amorphisée de la zone 1D pour chaque étape d'amorphisation et en déduire Les variations de la résistivité p en fonction de la profondeur x comme on L'a vu plus haut et par conséquent déterminer Les variations de la mobilité des porteurs p en fonction de La profondeur x, en utilisant ta relation (1) et la relation entre n et x précédemment déterminée.
Pour ces mesures utilisant l'effet HALL, le dispositif objet de l'invention peut être modifié en disposant dans La chambre de cible 19 de L'imptanteur ionique des moyens pour créer le champ magnétique B, ces moyens comprenant par exempte un électro-aimant dont le noyau 108 présente deux extrémités en regard
L'une de l'autre, cet étectro-aimant comprenant en outre deux bobines t10 et 112 respectivement portées par Lesdites extrémités. Le diaphragme 20 le support 26, La plaquette 28 , les tiges électriquement conductrices 32 à 38, tes butées 42, les vis 44 et tes ressorts 46 sont réalisés en des matériaux amagnétiques.
L'une de l'autre, cet étectro-aimant comprenant en outre deux bobines t10 et 112 respectivement portées par Lesdites extrémités. Le diaphragme 20 le support 26, La plaquette 28 , les tiges électriquement conductrices 32 à 38, tes butées 42, les vis 44 et tes ressorts 46 sont réalisés en des matériaux amagnétiques.
L'ensemble de ces organes, munis de ta plaquette semiconductrice 14 peut alors être déplacé de sa position d'implantation (exposition au faisceau d'ions amorphisants) à sa position de mesure, entre Les extrémi- tés du noyau 108, et vice versa.
En variante, le diaphragme 20 est fixe, sous
Le faisceau d'ions F, indépendamment du reste de t'ensemble qui se déplace alors seut entre tes positions d'implantation et de mesure sous champ magnétique.
Le faisceau d'ions F, indépendamment du reste de t'ensemble qui se déplace alors seut entre tes positions d'implantation et de mesure sous champ magnétique.
On peut également envisager de laisser ledit ensemble fixe, en position d'implantation, et de déplacer L'électro-aimant vers cette dernière position, à partir d'une position de repos, pour effectuer les mesures.
Claims (12)
1. Procédé de détermination d'au moins un paramètre électrique d'au moins une zone (10) d'une couche semiconductrice (12) en fonction de la profondeur, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer plusieurs fois la séquence d'opérations suivante - implantation, dans Ladite zone (10), d'ions neutres
amorphisants ayant une énergie apte à amorphiser
cette zone jusqu a une certaine profondeur, puis - mesure de type électrique permettant la détermina-
tion du paramètre pour La partie (54) non encore
amorphisée de ta zone, en partant d'une énergie apte à amorphiser superficiellement la zone et en incrémentant à chaque fois
L'énergie, et à déterminer le paramètre en fonction de
La profondeur à partir des mesures.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque mesure utilise l'injection d'un courant électrique dans la partie (54) non encore amorphisée de ta zone (10) et en ce que l'on effectue, simultanément à L'opération d'implantation et à l'aide desdits ions, des amorphisations de domaines (56, 58) disposés de façon à empêcher le courant de contourner ladite zone.
3. Procédé selon la revendication 1, carac térisé en ce que l'on effectue, préaLablement auxdites séquences, une amorphisation de la couche semiconduc trice jusqu'au fond de celle-ci, dans un domaine (80) qui entoure Ladite zone et la rencontre en deux extre- mités.
4. Procédé selon La revendication 1, carac térisé en ce que L'on réalise la détermination du pa ramètre pour plusieurs zones (10) et en ce que l'on effectue préaLabLement à cette détermination une amor phisation de la couche semiconductrice jusqu'au fond de celle-ci suivant un réseau de bandes < 92, 94) qui délimitent Lesdites zones et les rencontrent en deux extrémités.
5. Dispositif de détermination d'au moins un paramètre électrique d'au moins une zone (10) d'une couche semiconductrice (12) en fonction de ta profondeur, pour ta mise en oeuvre du procédé se ton la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens d'implantation ionique (18) aptes à for
mer un faisceau d'ions neutres amorphisants pour la-
dite couche, t'énergie des ions étant réglable - des moyens Limiteurs t20, 63, 81), prévus pour Limi
ter L'imptantation à un domaine contenant ta zone,
et - des moyens de mesure électrique (24, 32, 34, 36,
38 ; 96, 98, 100, ra2, 104, 106, 108) prévus pour
permettre la détermination du paramètre dans une
partie électriquement conductrice de la zone.
6. Dispositif selon La revendication 5, caractérisé en ce que Le paramètre est ta résistivité électrique et en se que tes moyens de mesure (24, 32, 34, 36, 38) sont conçus pour ta détermination de cetle-ci par ta méthode des quatre pointes.
7. Dispositif selon La revendication 5, caractérisé en ce que le paramètre est la densité de porteurs, en ce que tes moyens de mesure (96, 98, 1DO, 102, 104, 106, 108) sont conçus pour La détermination de celle-ci par la méthode des six pointes et comprenne à cet effet des moyens (108) de production d'un champ magnétique, et en ce que le dispositif comprend en outre un support ~26) de couche déplaçable relati- vement par rapport à ces moyens de production (108) et de telle manière que l'on puisse exposer ladite zone soit aux ions soit au champ magnétique.
8. Dispositif seLon La revendication 7, ca ractérisé en ce que Les moyens de mesure (96, 98, 100, 102, 104, 106, 108) sont en outre prévus pour ta détermination du paramètre mobilité des porteurs.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que Les moyens
Limiteurs (20) sont conçus pour Limiter l'implantation à Ladite zone.
10. Dispositif seLon L'une queLconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que les moyens limiteurs (63, 81) sont conçus pour Limiter l'implan- tation à La zone (10) et à un chemin fermé (56, 58, 60, 62 ; 80) qui entoure cette zone et La rencontre en deux extrémités.
11. Dispositif seLon L'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que Les moyens limiteurs comprennent au moins un diaphragme (20, 63, 81) pour le faisceau d'ions.
12. Dispositif se Ion L'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un support (26) de couche et en ce que
Les moyens Limiteurs sont aptes à réaliser un dép lace- ment relatif du faisceau (F) par rapport au support (26).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR8419910A FR2575601B1 (fr) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | Procede et dispositif de determination de parametres electriques d'une couche semi-conductrice en fonction de la profondeur |
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Publications (2)
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| FR2575601A1 true FR2575601A1 (fr) | 1986-07-04 |
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Family
ID=9311024
Family Applications (1)
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| FR8419910A Expired FR2575601B1 (fr) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | Procede et dispositif de determination de parametres electriques d'une couche semi-conductrice en fonction de la profondeur |
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| FR (1) | FR2575601B1 (fr) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6790747B2 (en) | 1997-05-12 | 2004-09-14 | Silicon Genesis Corporation | Method and device for controlled cleaving process |
| US7776717B2 (en) | 1997-05-12 | 2010-08-17 | Silicon Genesis Corporation | Controlled process and resulting device |
| US7811900B2 (en) | 2006-09-08 | 2010-10-12 | Silicon Genesis Corporation | Method and structure for fabricating solar cells using a thick layer transfer process |
| US7846818B2 (en) | 1997-05-12 | 2010-12-07 | Silicon Genesis Corporation | Controlled process and resulting device |
| US8293619B2 (en) | 2008-08-28 | 2012-10-23 | Silicon Genesis Corporation | Layer transfer of films utilizing controlled propagation |
| US8330126B2 (en) | 2008-08-25 | 2012-12-11 | Silicon Genesis Corporation | Race track configuration and method for wafering silicon solar substrates |
| US8993410B2 (en) | 2006-09-08 | 2015-03-31 | Silicon Genesis Corporation | Substrate cleaving under controlled stress conditions |
| US9362439B2 (en) | 2008-05-07 | 2016-06-07 | Silicon Genesis Corporation | Layer transfer of films utilizing controlled shear region |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6291313B1 (en) | 1997-05-12 | 2001-09-18 | Silicon Genesis Corporation | Method and device for controlled cleaving process |
| US6548382B1 (en) | 1997-07-18 | 2003-04-15 | Silicon Genesis Corporation | Gettering technique for wafers made using a controlled cleaving process |
| US6291326B1 (en) | 1998-06-23 | 2001-09-18 | Silicon Genesis Corporation | Pre-semiconductor process implant and post-process film separation |
| US6263941B1 (en) | 1999-08-10 | 2001-07-24 | Silicon Genesis Corporation | Nozzle for cleaving substrates |
| US6500732B1 (en) | 1999-08-10 | 2002-12-31 | Silicon Genesis Corporation | Cleaving process to fabricate multilayered substrates using low implantation doses |
| US8187377B2 (en) | 2002-10-04 | 2012-05-29 | Silicon Genesis Corporation | Non-contact etch annealing of strained layers |
| US8329557B2 (en) | 2009-05-13 | 2012-12-11 | Silicon Genesis Corporation | Techniques for forming thin films by implantation with reduced channeling |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3726719A (en) * | 1971-10-06 | 1973-04-10 | Ibm | Ion implanted semiconductor structures |
-
1984
- 1984-12-27 FR FR8419910A patent/FR2575601B1/fr not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3726719A (en) * | 1971-10-06 | 1973-04-10 | Ibm | Ion implanted semiconductor structures |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PROCEEDINGS OF THE EUROPEAN CONFERENCE ON ION IMPLANTATION, 7-9 septembre 1970, Institute of Physics & The Physical Society and the Institution of Electrical Engineers, Peter Peregrimes, Stevenage, GB; O. CAHEN et al.: "A new method for fast measurement of ion implantation profiles" * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6790747B2 (en) | 1997-05-12 | 2004-09-14 | Silicon Genesis Corporation | Method and device for controlled cleaving process |
| US7776717B2 (en) | 1997-05-12 | 2010-08-17 | Silicon Genesis Corporation | Controlled process and resulting device |
| US7846818B2 (en) | 1997-05-12 | 2010-12-07 | Silicon Genesis Corporation | Controlled process and resulting device |
| US7811900B2 (en) | 2006-09-08 | 2010-10-12 | Silicon Genesis Corporation | Method and structure for fabricating solar cells using a thick layer transfer process |
| US8993410B2 (en) | 2006-09-08 | 2015-03-31 | Silicon Genesis Corporation | Substrate cleaving under controlled stress conditions |
| US9356181B2 (en) | 2006-09-08 | 2016-05-31 | Silicon Genesis Corporation | Substrate cleaving under controlled stress conditions |
| US9640711B2 (en) | 2006-09-08 | 2017-05-02 | Silicon Genesis Corporation | Substrate cleaving under controlled stress conditions |
| US9362439B2 (en) | 2008-05-07 | 2016-06-07 | Silicon Genesis Corporation | Layer transfer of films utilizing controlled shear region |
| US11444221B2 (en) | 2008-05-07 | 2022-09-13 | Silicon Genesis Corporation | Layer transfer of films utilizing controlled shear region |
| US8330126B2 (en) | 2008-08-25 | 2012-12-11 | Silicon Genesis Corporation | Race track configuration and method for wafering silicon solar substrates |
| US8293619B2 (en) | 2008-08-28 | 2012-10-23 | Silicon Genesis Corporation | Layer transfer of films utilizing controlled propagation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2575601B1 (fr) | 1987-01-30 |
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