FR3059821A1 - TEMPERATURE MEASURING METHOD - Google Patents
TEMPERATURE MEASURING METHOD Download PDFInfo
- Publication number
- FR3059821A1 FR3059821A1 FR1661966A FR1661966A FR3059821A1 FR 3059821 A1 FR3059821 A1 FR 3059821A1 FR 1661966 A FR1661966 A FR 1661966A FR 1661966 A FR1661966 A FR 1661966A FR 3059821 A1 FR3059821 A1 FR 3059821A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- wafer
- temperature
- thermal annealing
- zone
- volume
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 28
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 claims abstract description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 49
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 49
- 238000004151 rapid thermal annealing Methods 0.000 claims description 32
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 17
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 12
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N [B].[P] Chemical compound [B].[P] GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 140
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 229910000809 Alumel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000001995 intermetallic alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
- H01L22/14—Measuring as part of the manufacturing process for electrical parameters, e.g. resistance, deep-levels, CV, diffusions by electrical means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
- H01L21/2686—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation using incoherent radiation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
La présente invention concerne un procédé comportant au moins les étapes consistant à a) disposer d'une plaquette de silicium cristallin, puis à b) réaliser un recuit thermique par chauffage d'une zone de ladite plaquette au moyen d'un dispositif de recuit thermique rapide, en particulier statique ou à passage, la température de consigne dudit dispositif étant fixée à une valeur T1, puis refroidissement de ladite zone, puis à c) déterminer la température volumique à laquelle ladite zone a été chauffée à l'étape b) à partir d'au moins deux mesures d'une propriété électrique réalisées en ladite zone à deux instants distincts, lesdites mesures caractérisant la variation, au cours de l'étape b), de la concentration volumique en donneurs thermiques contenus dans ladite zone, chacune desdites mesures étant réalisée à une température inférieure à la température de consigne T1, la propriété électrique étant la densité de porteurs de charges libres majoritaires ou, de préférence, la résistivité électrique.The present invention relates to a method comprising at least the steps of a) providing a crystalline silicon wafer, and then b) thermal annealing by heating an area of said wafer by means of a thermal annealing device fast, in particular static or passing, the set temperature of said device being set to a value T1, then cooling of said zone, then c) determine the volume temperature at which said zone was heated in step b) to from at least two measurements of an electrical property made in said zone at two distinct instants, said measurements characterizing the variation, during step b), of the volume concentration of thermal donors contained in said zone, each of said measurements being performed at a temperature below the set temperature T1, the electrical property being the density of free charge carriers oritals or, preferably, the electrical resistivity.
Description
Titulaire(s) : COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES Etablissement public.Holder (s): COMMISSIONER OF ATOMIC ENERGY AND ALTERNATIVE ENERGIES Public establishment.
Demande(s) d’extensionExtension request (s)
Mandataire(s) : LE COUPANEC PASCALE.Agent (s): LE COUPANEC PASCALE.
FR 3 059 821 - A1FR 3 059 821 - A1
124/ PROCEDE DE MESURE DE TEMPERATURE.124 / METHOD FOR MEASURING TEMPERATURE.
©) La présente invention concerne un procédé comportant au moins les étapes consistant àThe present invention relates to a method comprising at least the steps consisting in:
a) disposer d'une plaquette de silicium cristallin, puis àa) have a crystalline silicon wafer, then
b) réaliser un recuit thermique par chauffage d'une zone de ladite plaquette au moyen d'un dispositif de recuit thermique rapide, en particulier statique ou à passage, la température de consigne dudit dispositif étant fixée à une valeur T-|, puis refroidissement de ladite zone, puis àb) carrying out thermal annealing by heating an area of said wafer by means of a rapid thermal annealing device, in particular static or passing, the set temperature of said device being fixed at a value T- |, then cooling from said area and then to
c) déterminer la température volumique à laquelle ladite zone a été chauffée à l'étape b) à partir d'au moins deux mesures d'une propriété électrique réalisées en ladite zone à deux instants distincts, lesdites mesures caractérisant la variation, au cours de l'étape b), de la concentration volumique en donneurs thermiques contenus dans ladite zone, chacune desdites mesures étant réalisée à une température inférieure à la température de consigne Th la propriété électrique étant la densité de porteurs de charges libres majoritaires ou, de préférence, la résistivité électrique.c) determining the volume temperature to which said zone has been heated in step b) from at least two measurements of an electrical property made in said zone at two separate times, said measurements characterizing the variation, during step b), of the volume concentration of thermal donors contained in said zone, each of said measurements being carried out at a temperature below the set temperature T h, the electrical property being the density of majority free charge carriers or, preferably , electrical resistivity.
ii
La présente invention concerne la caractérisation de la température en volume d’une plaquette de silicium cristallin, notamment destinée à des applications photovoltaïques, lors d’un traitement thermique de recuit, dit aussi recuit thermique rapide, dans l’enceinte d’un dispositif de recuit thermique rapide, généralement appelé dispositif RTP, acronyme anglais de « Rapid Thermal Annealing ».The present invention relates to the characterization of the volume temperature of a crystalline silicon wafer, in particular intended for photovoltaic applications, during an annealing heat treatment, also called rapid thermal annealing, in the enclosure of a rapid thermal annealing, generally called RTP device, English acronym for "Rapid Thermal Annealing".
Les dispositifs RTP sont notamment caractérisés par leur vitesse de montée et de descente en température élevée, typiquement supérieure à 20 °C.s'1. Ils sont généralement utilisés dans les domaines de la microélectronique et des applications photovoltaïques pour annihiler, lors d’un recuit thermique rapide, des défauts présents au sein de plaquettes de silicium cristallin qui en dégradent les propriétés électriques. Par adaptation spécifique de la température de consigne du dispositif au défaut cristallin à annihiler, un recuit thermique rapide d’une plaquette de silicium au sein d’un tel dispositif résulte, par exemple, en la dissolution de germes ou de précipités à base d’oxygène ou en l’annihilation de donneurs thermiques. Un recuit thermique rapide dans un dispositif RTP peut, au contraire, être mis à profit pour activer des dopants implantés au sein de la plaquette. Il peut encore être mis en œuvre pour fritter par exemple des pâtes de sérigraphies ou des reprises de contact d’une cellule photovoltaïque, disposées sur la plaquette.RTP devices are notably characterized by their rate of rise and fall at high temperature, typically greater than 20 ° C. s' 1 . They are generally used in the fields of microelectronics and photovoltaic applications to annihilate, during rapid thermal annealing, defects present in crystalline silicon wafers which degrade their electrical properties. By specific adaptation of the setpoint temperature of the device to the crystalline defect to be eliminated, rapid thermal annealing of a silicon wafer within such a device results, for example, in the dissolution of germs or precipitates based on oxygen or the annihilation of thermal donors. Rapid thermal annealing in an RTP device can, on the contrary, be used to activate dopants implanted within the wafer. It can also be used for sintering, for example screen-printing pastes or contact resumptions of a photovoltaic cell, arranged on the wafer.
Un dispositif RTP peut être « statique », c’est-à-dire que la plaquette une fois disposée dans l’enceinte du dispositif reste immobile au cours du recuit thermique rapide. En variante, il peut être dénommé «à passage», c’est-à-dire que la plaquette, généralement disposée sur un tapis, défile et est mobile dans l’enceinte.An RTP device can be "static", that is to say that the wafer once placed in the enclosure of the device remains immobile during rapid thermal annealing. As a variant, it can be called "in transit", that is to say that the plate, generally arranged on a carpet, scrolls and is movable in the enclosure.
Les moyens de chauffage d’un dispositif RTP sont généralement des lampes, par exemple émettant dans l’infrarouge, de type halogène notamment, et comportant un filament de tungstène. Le chauffage d’une plaquette introduite dans l’enceinte du dispositif RTP résulte alors de l’interaction du rayonnement émis par les lampes avec la plaquette. Les mécanismes physiques au sein de la plaquette contribuant à l’augmentation de la température de la plaquette sont divers. Par exemple, pour un chauffage au moyen de lampes infra rouge, ils comprennent notamment l’absorption du rayonnement par les porteurs libres, la recombinaison des paires électrons-trous et la thermalisation.The heating means of an RTP device are generally lamps, for example emitting in the infrared, of the halogen type in particular, and comprising a tungsten filament. The heating of a wafer introduced into the enclosure of the RTP device then results from the interaction of the radiation emitted by the lamps with the wafer. The physical mechanisms within the wafer that contribute to increasing the temperature of the wafer are diverse. For example, for heating by infrared lamps, they include in particular the absorption of radiation by free carriers, the recombination of electron-hole pairs and thermalization.
Les variations locales d’épaisseur d’une plaquette, la présence d’une texturisation en sa surface, la variation de l’état de surface en différentes zones de la plaquette, la présence d’une couche diffusée, le niveau de dopage, la composition de la plaquette peuvent influencer significativement localement la température de la plaquette. En outre, d’autres paramètres, par exemple la position et l’orientation des moyens de chauffage par rapport à la plaquette disposée dans l’enceinte, la durée de passage de la plaquette dans l’enceinte ainsi que la forme de l’enceinte, peuvent significativement modifier la température de différentes zones de la plaquette. En d’autres termes, la température est généralement distribuée de manière hétérogène dans la plaquette au cours d’un recuit thermique rapide.The local variations in thickness of a wafer, the presence of texturing on its surface, the variation in the surface state in different areas of the wafer, the presence of a diffused layer, the level of doping, the Composition of the wafer can significantly influence the temperature of the wafer locally. In addition, other parameters, for example the position and orientation of the heating means with respect to the plate placed in the enclosure, the duration of passage of the plate in the enclosure as well as the shape of the enclosure. , can significantly modify the temperature of different areas of the wafer. In other words, the temperature is generally distributed heterogeneously in the wafer during rapid thermal annealing.
En outre, lorsque l’utilisateur souhaite effectuer un traitement thermique de recuit d’une plaquette, il règle le dispositif de recuit RTP à une température de consigne Τμ Il sait cependant qu’il doit s’attendre à ce que la température en une zone de la plaquette soit généralement différente de ladite température Ti et soit aussi généralement différente d’une autre zone de la plaquette. Il apparaît donc difficile de maîtriser la température des plaquettes, et encore plus de maintenir une température homogène sur toute la plaquette au cours du recuit thermique rapide.In addition, when the user wishes to carry out a thermal annealing treatment of a wafer, he sets the RTP annealing device to a set temperature Τμ However, he knows that he must expect the temperature in a zone of the wafer is generally different from said temperature Ti and is also generally different from another zone of the wafer. It therefore appears difficult to control the temperature of the wafers, and even more to maintain a uniform temperature over the entire wafer during rapid thermal annealing.
Différentes techniques sont connues pour mesurer la température d’une plaquette lors d’un recuit thermique rapide.Different techniques are known for measuring the temperature of a wafer during rapid thermal annealing.
Un thermocouple de type chromel-alumel peut être disposé en surface de la plaquette. Cependant, il supporte mal plusieurs recuits thermiques rapides. En outre, il est difficile d’obtenir une mesure reproductible en raison des difficultés de réalisation d’un contact de qualité entre le thermocouple et la plaquette de silicium. En outre, la mise en œuvre de thermocouples s’avère délicate dès lors qu’il est envisagé de cartographier la distribution de température sur une face d’une plaquette. Elle est encore plus difficile à mettre en œuvre lorsque le dispositif RTP est à passage. Il existe sur le marché des systèmes dits « à cassette » intégrant une plaquette de référence relativement similaire à celle à recuire thermiquement et doté de plusieurs thermocouples. Cependant, l’information donnée par ces systèmes n’a de valeur que pour des plaquettes à recuire présentant le même état de surface et exactement les mêmes dimensions, notamment l’épaisseur, que la plaquette de référence. Enfin, un thermocouple ne mesure que la surface de la plaquette et non la température volumique de la plaquette.A chromel-alumel type thermocouple can be placed on the surface of the wafer. However, it does not tolerate several rapid thermal anneals. In addition, it is difficult to obtain a reproducible measurement because of the difficulties in achieving quality contact between the thermocouple and the silicon wafer. In addition, the implementation of thermocouples is tricky when it is envisaged to map the temperature distribution on one side of a wafer. It is even more difficult to implement when the RTP device is in transit. There are so-called “cassette” systems on the market incorporating a reference plate relatively similar to that to be thermally annealed and provided with several thermocouples. However, the information given by these systems is only of value for annealing wafers having the same surface condition and exactly the same dimensions, in particular thickness, as the reference wafer. Finally, a thermocouple only measures the surface of the wafer and not the volume temperature of the wafer.
Les recuits thermiques rapides étant généralement de courte durée, la chaleur apportée par les moyens de chauffage n’a pas suffisamment de temps pour diffuser dans toute l’épaisseur de la plaquette, si bien que la température en surface de la plaquette peut être différente de la température en volume, par exemple à mi épaisseur de la plaquette.Since rapid thermal annealing is generally short-lived, the heat provided by the heating means does not have enough time to diffuse throughout the thickness of the wafer, so that the temperature at the surface of the wafer may be different from the volume temperature, for example at mid thickness of the wafer.
Une autre technique de mesure connue consiste à mettre en œuvre un pyromètre, ce qui s’avère là aussi difficile dans le cas d’un dispositif RTP à passage. Cette technique de mesure nécessite de connaître l’émissivité de la plaquette, qui est dépendante de ses propriétés de surface, notamment de la présence de couches diélectriques ou diffusées en surface de la plaquette, ou d’une texturation de la surface de la plaquette. Cependant, l’émissivité est une propriété thermique difficile à mesurer avec précision. Par ailleurs, la mesure par pyromètre est représentative de la température de surface de la plaquette. Enfin, elle est difficile à mettre en œuvre pour accéder à la distribution de la température de surface de la plaquette.Another known measurement technique consists in using a pyrometer, which again proves to be difficult in the case of an RTP device passing through. This measurement technique requires knowing the emissivity of the wafer, which is dependent on its surface properties, in particular the presence of dielectric or diffuse layers on the surface of the wafer, or of a texturing of the surface of the wafer. However, emissivity is a thermal property that is difficult to measure with precision. Furthermore, the measurement by pyrometer is representative of the surface temperature of the wafer. Finally, it is difficult to implement in order to access the distribution of the surface temperature of the wafer.
Il est encore possible de mesurer a posteriori, c’est-à-dire après que la plaquette ait été traitée thermiquement, la température en surface d’un échantillon. Un exemple de cette technique est détaillée dans « Rapid thermal processing Systems : a review with emphasis on température control », F. Roozeboom and N. Parekh, Journal of Vaccum Science and Technology B, Vol. 8, no. 6, pages 1249-1259, 1990. Il nécessite de caractériser les évolutions de propriété de surface avant et après traitement thermique. En particulier, l’oxydation de surface et l’activation d’un dopant implanté au sein du silicium sont des mécanismes physiques dépendants de la température. En mesurant la variation locale d’épaisseur de la couche d’oxyde en surface ou la variation locale de la résistivité de surface de la plaquette, il est possible de déterminer la température de surface de la plaquette cours du traitement thermique de recuit. Cette technique est bien adaptée à la cartographie des températures sur la face d’une plaquette. Cependant, tout comme les techniques connues et décrites ci-dessus, il n’est possible d’accéder qu’à la température de surface de la plaquette. Par ailleurs, la technique de mesure a posteriori évoquée par Roozeboom et al. ne permet pas de mesurer une température inférieure à 600°C. Une autre technique a posteriori est mentionnée par Roozeboom dans le même article, consistant à caractériser l’évolution de propriétés d’alliages intermétalliques. Cependant, elle ne peut être mise en œuvre dans un dispositif RTP, car elle entraîne une pollution de l’enceinte du dispositif par contamination par des métaux polluants.It is still possible to measure a posteriori, that is to say after the wafer has been heat treated, the surface temperature of a sample. An example of this technique is detailed in "Rapid thermal processing Systems: a review with emphasis on temperature control", F. Roozeboom and N. Parekh, Journal of Vaccum Science and Technology B, Vol. 8, no. 6, pages 1249-1259, 1990. It requires characterizing the changes in surface property before and after heat treatment. In particular, surface oxidation and activation of a dopant implanted within silicon are temperature-dependent physical mechanisms. By measuring the local variation in thickness of the surface oxide layer or the local variation in the surface resistivity of the wafer, it is possible to determine the surface temperature of the wafer during the annealing heat treatment. This technique is well suited to mapping temperatures on the face of a wafer. However, like the techniques known and described above, it is only possible to access the surface temperature of the wafer. Furthermore, the a posteriori measurement technique mentioned by Roozeboom et al. does not allow a temperature below 600 ° C to be measured. Another a posteriori technique is mentioned by Roozeboom in the same article, consisting in characterizing the evolution of properties of intermetallic alloys. However, it cannot be implemented in an RTP device, because it causes pollution of the enclosure of the device by contamination by polluting metals.
Il existe donc un besoin pour un procédé permettant de mesurer plus précisément la température d’une plaquette recuite thermiquement dans un dispositif RTP, notamment de façon à configurer le dispositif RTP de sorte que la température de la plaquette au cours du recuit thermique soit distribuée de façon homogène.There is therefore a need for a method making it possible to more precisely measure the temperature of a wafer thermally annealed in an RTP device, in particular so as to configure the RTP device so that the temperature of the wafer during thermal annealing is distributed by homogeneously.
Ce besoin est satisfait par l’invention, au moyen d’un procédé comportant au moins les étapes consistant àThis need is satisfied by the invention, by means of a method comprising at least the steps consisting in
a) disposer d’une plaquette de silicium cristallin, puis àa) have a crystalline silicon wafer, then
b) réaliser un recuit thermique par chauffage d’une zone de ladite plaquette au moyen d’un dispositif de recuit thermique rapide, en particulier statique ou à passage, la température de consigne dudit dispositif étant fixée à une valeur Ti, puis refroidissement de ladite zone, puis àb) carrying out a thermal annealing by heating an area of said wafer by means of a rapid thermal annealing device, in particular static or passing, the set temperature of said device being fixed at a value Ti, then cooling of said area and then to
c) déterminer la température volumique à laquelle ladite zone a été chauffée à l’étape b) à partir d’au moins deux mesures d’une propriété électrique réalisées en ladite zone à deux instants distincts, lesdites mesures caractérisant la variation, au cours de l’étape b), de la concentration volumique en donneurs thermiques contenus dans ladite zone, chacune desdites mesures étant réalisée à une température inférieure à la température de consigne Ti, la propriété électrique étant la densité de porteurs de charges libres majoritaires ou, de préférence, la résistivité électrique.c) determining the volume temperature to which said zone has been heated in step b) from at least two measurements of an electrical property made in said zone at two separate times, said measurements characterizing the variation, during step b), of the volume concentration of thermal donors contained in said zone, each of said measurements being carried out at a temperature below the set temperature Ti, the electrical property being the density of majority free charge carriers or, preferably , electrical resistivity.
Par température « volumique » d’une zone, on entend la température d’une zone s’étendant dans le corps de la plaquette sur plus de 5 pm sous la surface.By "volume" area temperature is meant the temperature of an area extending into the body of the wafer more than 5 µm below the surface.
Par ailleurs, sauf indication contraire, par la suite, par « concentration » d’une espèce, on considère une concentration volumique de l’espèce, i.e. le nombre d’atomes de l’espèce dans le volume considéré, par exemple le volume de la zone ou le volume de la plaquette.Furthermore, unless otherwise indicated below, by “concentration” of a species, we consider a volume concentration of the species, ie the number of atoms of the species in the volume considered, for example the volume of the area or volume of the blister.
La température de « consigne » du dispositif de recuit thermique rapide est la température fixée par l’utilisateur, préalablement ou au cours du recuit thermique, que l’enceinte dudit dispositif vise à atteindre et suivre au cours du recuit thermique.The "setpoint" temperature of the rapid thermal annealing device is the temperature set by the user, before or during thermal annealing, that the enclosure of said device aims to reach and follow during thermal annealing.
Avantageusement, le procédé selon l’invention fournit une mesure de la température du volume de la zone de la plaquette, et pas seulement de sa surface comme les procédés de l’art antérieur. Il caractérise ainsi plus précisément l’histoire thermique de la zone au cours du recuit thermique que les procédés de l’art antérieur. Par ailleurs, le procédé n’est pas intrusif, en ce sens où il ne nécessite pas l’installation d’appareillage de mesure supplémentaire, tel qu’un thermocouple, dans le dispositif RTP. Notamment, la cartographie de la distribution des températures de la plaquette est facilitée. En outre, en mesurant la variation de la concentration en donneurs thermiques à base d’oxygène, il est possible de mesurer une température volumique dans une plage de températures comprise entre 350°C et 850°C. Enfin, le procédé est particulièrement souple d’utilisation. Notamment, comme cela sera détaillé par la suite, la détermination de la température volumique peut être réalisée au moyen de plaquettes de référence identiques aux plaquettes qui sont à recuire dans des quantités industrielles. La mesure peut ainsi être effectuée à moindre frais.Advantageously, the method according to the invention provides a measurement of the temperature of the volume of the area of the wafer, and not only of its surface like the methods of the prior art. It thus characterizes more precisely the thermal history of the zone during thermal annealing than the processes of the prior art. Furthermore, the method is not intrusive, in the sense that it does not require the installation of additional measuring equipment, such as a thermocouple, in the RTP device. In particular, the mapping of the temperature distribution of the wafer is facilitated. In addition, by measuring the variation in the concentration of oxygen-based thermal donors, it is possible to measure a volume temperature in a temperature range between 350 ° C and 850 ° C. Finally, the process is particularly flexible to use. In particular, as will be detailed later, the determination of the volume temperature can be carried out by means of reference plates identical to the plates which are to be annealed in industrial quantities. The measurement can thus be carried out at lower cost.
Lorsqu’une plaquette de silicium cristallin est chauffée à une température comprise entre 350°C et 850°C, des amas comportant plusieurs atomes d’oxygène se forment ou au contraire sont annihilés. De tels amas, généralement d’une taille inférieure à 5 nm, dénommés « donneurs thermiques à base d’oxygène », libèrent des électrons, ce qui résulte en une modification de la résistivité de la plaquette. Les inventeurs ont pu vérifier que la cinétique de formation des donneurs thermiques à base d’oxygène n’est pas influencée par l’éclairement de la plaquette, pour une température donnée. On entend par « éclairement », un rayonnement monochromatique, ou polychromatique, dans la gamme de longueur d’onde comprise entre 200 nm et 3 pm.When a crystalline silicon wafer is heated to a temperature between 350 ° C and 850 ° C, clusters having several oxygen atoms are formed or on the contrary are annihilated. Such clusters, generally less than 5 nm in size, called "oxygen-based thermal donors", release electrons, which results in a change in the resistivity of the wafer. The inventors have been able to verify that the kinetics of formation of oxygen-based thermal donors is not influenced by the illumination of the wafer, for a given temperature. "Illuminance" is understood to mean monochromatic or polychromatic radiation in the wavelength range between 200 nm and 3 pm.
L’invention concerne encore une méthode pour configurer le recuit thermique d’une zone d’une plaquette de silicium cristallin, la méthode comportant les étapes successives suivantes consistant à :The invention also relates to a method for configuring the thermal annealing of an area of a crystalline silicon wafer, the method comprising the following successive steps consisting in:
i) disposer d’une première plaquette de silicium cristallin, ii) déterminer la température volumique en ladite zone de la première plaquette au moyen du procédé selon l’invention, dans lequel le recuit thermique à l’étape b) est conduit avec un ensemble de paramètres de conduite comportant la température de consigne du dispositif de recuit thermique rapide, iii) calculer un écart absolu entre la température volumique en la zone de la première plaquette de silicium et une température prédéterminée, différente ou de préférence égale à la température de consigne, iv) modifier l’ensemble de paramètres de conduite de telle sorte que, lorsque l’on détermine la température volumique en une zone d’une deuxième plaquette de silicium au moyen du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le chauffage à l’étape b) est conduit avec l’ensemble de paramètres modifié, l’écart absolu entre la température volumique de la zone de la deuxième plaquette et la température prédéterminée est inférieur à l’écart absolu calculé à l’étape Iii), la zone de la deuxième plaquette étant disposée dans la même position que la zone de la première plaquette relativement au dispositif de recuit thermique rapide lors des recuits thermiques respectifs.i) having a first crystalline silicon wafer, ii) determining the volume temperature in said zone of the first wafer by means of the method according to the invention, in which the thermal annealing in step b) is carried out with an assembly of driving parameters comprising the set temperature of the rapid thermal annealing device, iii) calculating an absolute difference between the volume temperature in the region of the first silicon wafer and a predetermined temperature, different or preferably equal to the set temperature , iv) modifying the set of driving parameters so that, when the volume temperature is determined in an area of a second silicon wafer by means of the method according to any one of the preceding claims in which the heating in step b) is carried out with the modified set of parameters, the absolute difference between the volume temperature of the area of the second wafer and the predetermined temperature is less than the absolute difference calculated in step III), the area of the second wafer being placed in the same position as the area of the first wafer relative to the annealing device fast thermal during the respective thermal annealing.
Ainsi, par configuration du dispositif RTP au moyen de la méthode selon l’invention, une distribution souhaitée, de préférence sensiblement homogène, de la température de la plaquette peut être obtenue. De préférence, à l’étape i), la plaquette de silicium comporte au moins une des caractéristiques de la plaquette du procédé selon l’invention.Thus, by configuration of the RTP device by means of the method according to the invention, a desired distribution, preferably substantially homogeneous, of the temperature of the wafer can be obtained. Preferably, in step i), the silicon wafer comprises at least one of the characteristics of the wafer of the method according to the invention.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à la lecture du dessin annexé dans lequel:Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the detailed description which follows and on reading the appended drawing in which:
- la figure 1 est un graphique extrait de l’article Y. Tokuda, J. Appl. Phys. 66, 3651 (1989),- Figure 1 is a graph extracted from the article Y. Tokuda, J. Appl. Phys. 66, 3651 (1989),
- la figure 2 est une cartographie de la distribution en 81 zones distinctes de la concentration en oxygène interstitiel, en cm'3, une plaquette de silicium selon un exemple de mise en œuvre du procédé, etFIG. 2 is a map of the distribution in 81 distinct zones of the interstitial oxygen concentration, in cm ′ 3 , a silicon wafer according to an example of implementation of the method, and
- la figure 3 est une cartographie de la distribution en 81 zones distinctes de la température volumique, en degrés Celsius, d’une plaquette de silicium selon un exemple de mise en œuvre du procédé.- Figure 3 is a map of the distribution in 81 distinct zones of the volume temperature, in degrees Celsius, of a silicon wafer according to an example of implementation of the method.
A l’étape a) du procédé selon l’invention, on dispose d’une plaquette de silicium cristallin.In step a) of the process according to the invention, there is available a crystalline silicon wafer.
La plaquette, à l’étape a), peut présenter une résistivité électrique supérieure àThe wafer, in step a), may have an electrical resistivity greater than
Ω.αη.Ω.αη.
La plaquette présente deux faces séparées par l’épaisseur de la plaquette. De préférence, la plaquette présente une forme de pavé, de préférence droit. De préférence, la largeur et/ou la longueur de la plaquette sont supérieures à 1 cm et/ou inférieures à 50 cm. Par exemple, la plaquette est un pavé à base carrée. De préférence, l’épaisseur de la plaquette est supérieure à 5 pm et/ou inférieure à 1 cm.The plate has two faces separated by the thickness of the plate. Preferably, the plate has a block shape, preferably straight. Preferably, the width and / or the length of the plate are greater than 1 cm and / or less than 50 cm. For example, the board is a square base paver. Preferably, the thickness of the plate is greater than 5 μm and / or less than 1 cm.
La plaquette est constituée de silicium cristallin, c’est dire que la teneur en masse de silicium sous forme cristalline de la plaquette, exprimée sur la base de la masse de plaquette, est supérieure à 99,9 %, de préférence supérieure à 99,99 %.The wafer is made of crystalline silicon, that is to say that the mass content of silicon in crystalline form of the wafer, expressed on the basis of the wafer mass, is greater than 99.9%, preferably greater than 99, 99%.
De préférence, et plus particulièrement dans l’un quelconque des premier et deuxième modes spécifiques de mise en œuvre du procédé qui seront décrits par la suite, la plaquette comporte une portion monocristalline, représentant de préférence plus de 99% de la masse de la plaquette. De préférence, la portion monocristalline s’étend de part et d’autre de l’épaisseur de la plaquette. De préférence la plaquette est entièrement monocristalline.Preferably, and more particularly in any of the first and second specific modes of implementing the method which will be described below, the wafer comprises a monocrystalline portion, preferably representing more than 99% of the mass of the wafer. . Preferably, the monocrystalline portion extends on either side of the thickness of the wafer. Preferably, the wafer is entirely monocrystalline.
Dans une variante, la plaquette peut être entièrement polycristalline.Alternatively, the wafer may be entirely polycrystalline.
Le silicium cristallin de la plaquette comporte un donneur thermique à base d’oxygène. Une variation de la concentration volumique en donneur thermique à base d’oxygène, dans la zone de la plaquette considérée, résultant de la variation de température induite par le chauffage à l’étape b), conduit à une modification de la résistivité électrique en ladite zone.The crystalline silicon in the wafer has an oxygen-based thermal donor. A variation in the volume concentration of oxygen-based thermal donor in the region of the wafer under consideration, resulting from the temperature variation induced by heating in step b), leads to a modification of the electrical resistivity in said zoned.
La résistivité électrique est notamment mesurable sur le volume entier de la zone. Par exemple, elle peut être mesurée par une méthode choisie parmi la méthode des quatre pointes et les courants de Foucault. La concentration de charges libres peut être obtenue par la technique CDI, acronyme de « carrier density imaging » en anglais .The electrical resistivity is notably measurable over the entire volume of the zone. For example, it can be measured by a method chosen from the four point method and the eddy currents. The concentration of free charges can be obtained by the CDI technique, acronym for “carrier density imaging” in English.
Les dimensions de la zone de la plaquette peuvent notamment être liées à la précision spatiale de la méthode de mesure de la résistivité électrique ou de la teneur en charges libres. De préférence, la zone s’étend sur toute l’épaisseur de la plaquette. Ainsi, la température volumique de la zone caractérise tout le volume de ladite zone et peut donc différer notablement de la température de surface de ladite zone. Par ailleurs, la zone peut présenter dans une section parallèle à une face de la plaquette, une aire comprise entre 1 pm2 et 4 cm2. Dans une variante, la zone peut occuper tout le volume de la plaquette.The dimensions of the area of the wafer can in particular be linked to the spatial precision of the method for measuring the electrical resistivity or the content of free charges. Preferably, the zone extends over the entire thickness of the wafer. Thus, the volume temperature of the area characterizes the entire volume of said area and can therefore differ significantly from the surface temperature of said area. Furthermore, the area may have, in a section parallel to one face of the plate, an area between 1 pm 2 and 4 cm 2 . Alternatively, the area may occupy the entire volume of the wafer.
Par ailleurs, à l’étape b), au moins deux zones distinctes de la plaquette peuvent être chauffées puis refroidies. Lesdites zones distinctes peuvent former un motif régulier s’étendant selon la longueur et/ou la largeur de la plaquette, et notamment être adjacentes. Chaque zone i du motif peut ainsi être référencée par une position (χι;γι;ζί) définie relativement à un repère lié à la plaquette. En déterminant ensuite à l’étape c) la température volumique T1 de chaque zone i, une cartographie de la distribution des températures volumiques desdites zones peut être établie, la température de la zone i étant attribuée à la position (χι;γι;ζί) de ladite zone.Furthermore, in step b), at least two distinct zones of the wafer can be heated and then cooled. Said distinct zones can form a regular pattern extending along the length and / or the width of the plate, and in particular being adjacent. Each zone i of the pattern can thus be referenced by a position (χι; γι; ζί) defined relative to a reference linked to the plate. By then determining in step c) the volume temperature T 1 of each zone i, a map of the distribution of the volume temperatures of said zones can be established, the temperature of zone i being assigned to the position (χι; γι; ζί ) of said area.
Préalablement à l’étape b), la plaquette peut être exempte de donneurs thermiques. En variante, préalablement à l’étape b), la plaquette peut comporter des donneurs thermiques.Prior to step b), the wafer may be free from thermal donors. As a variant, prior to step b), the wafer may include thermal donors.
De préférence, la concentration moyenne de donneurs thermiques à base d’oxygène dans la plaquette, préalablement à l’étape b), est comprise entre 108 et 1017 cm'3. Comme cela apparaîtra par la suite, une telle concentration moyenne favorise la mesure de la variation de concentration volumique de donneurs thermiques à base d’oxygène.Preferably, the average concentration of oxygen-based thermal donors in the wafer, prior to step b), is between 10 8 and 10 17 cm 3 . As will appear later, such an average concentration favors the measurement of the variation in volume concentration of oxygen-based thermal donors.
De préférence, la plaquette comporte une concentration moyenne en oxygène supérieure à 1017 cm'3.Preferably, the wafer has an average oxygen concentration greater than 10 17 cm 3 .
Par ailleurs, le procédé peut ne pas être limité à des plaquettes dont au moins une des faces est spécifiquement préparée pour la mise en œuvre du procédé. Par exemple, au moins une face de la plaquette peut être polie ou présenter des traces de la découpe du lingot dont elle provient, ou être texturée.Furthermore, the process may not be limited to plates of which at least one of the faces is specifically prepared for the implementation of the process. For example, at least one face of the wafer can be polished or have traces of the cutting of the ingot from which it comes, or be textured.
Le dispositif de recuit thermique rapide, dénommé aussi par la suite dispositif RTP peut être un four à lampes, par exemple infrarouge, ou un four à chauffage par conduction. Il peut présenter une vitesse de montée en température à la température de consigne et/ou une vitesse de refroidissement à température ambiante supérieure à 5 °C.s' \ voire supérieure à 10°C.s'1.The rapid thermal annealing device, also referred to hereinafter as the RTP device, can be a lamp oven, for example an infrared oven, or a conduction heating oven. It can have a rate of temperature rise at the set temperature and / or a cooling rate at room temperature greater than 5 ° Cs '\ or even greater than 10 ° C.s' 1 .
De préférence, au cours de l’étape b), la température de consigne Ti du dispositif de recuit thermique rapide est comprise entre 350°C et 850°C, et, de préférence, la zone est maintenue dans le dispositif de recuit thermique à ladite température de consigne Ti pendant une durée comprise entre 1 seconde et 30 minutes, de préférence inférieure ou égale à 1 minute.Preferably, during step b), the set temperature Ti of the rapid thermal annealing device is between 350 ° C and 850 ° C, and, preferably, the zone is maintained in the thermal annealing device at said set temperature Ti for a period of between 1 second and 30 minutes, preferably less than or equal to 1 minute.
Les au moins deux mesures sont réalisées chacune à une température inférieure à la température de consigne Ti, de préférence inférieure d’au moins 100°C à la température de consigne. De préférence, au moins une, de préférence chacune des au moins deux mesures est effectuée à une température inférieure ou égale à 30°C.The at least two measurements are each carried out at a temperature below the set temperature Ti, preferably at least 100 ° C below the set temperature. Preferably, at least one, preferably each of the at least two measurements is carried out at a temperature less than or equal to 30 ° C.
Avant l’étape b) de recuit thermique, la température To de la plaquette est inférieure à la température de consigne Τμ De préférence, la température To est comprise entre 10°C et 40°C. Après refroidissement en fin d’étape b), la température T2 de la plaquette est inférieure à la température de consigne Τμ De préférence, la température T2 est comprise entre 10°C et 40°C, et par exemple égale à la température To.Before step b) of thermal annealing, the temperature T o of the wafer is lower than the set temperature Τμ Preferably, the temperature T o is between 10 ° C and 40 ° C. After cooling at the end of step b), the temperature T 2 of the wafer is lower than the set temperature Τμ Preferably, the temperature T 2 is between 10 ° C and 40 ° C, and for example equal to the temperature T o .
A l’étape c), on peut déterminer pour au moins deux zones différentes de la plaquette, les températures volumiques auxquelles lesdites zones ont été chauffées à l’étape b), à partir d’au moins deux séries de mesures réalisées à des instants distincts, chaque série de mesure comportant au moins deux mesures réalisées respectivement en les deux zones.In step c), it is possible to determine for at least two different zones of the wafer, the volume temperatures to which said zones have been heated in step b), from at least two series of measurements carried out at instants separate, each series of measurements comprising at least two measurements carried out respectively in the two zones.
A l’étape c), les mesures peuvent caractériser la diminution ou l’augmentation de la concentration volumique de donneurs thermiques à base d’oxygène en ladite zone au cours de l’étape b).In step c), the measurements can characterize the decrease or increase in the volume concentration of oxygen-based thermal donors in said zone during step b).
De préférence, à l’étape c), la température volumique est en outre déterminée au moyen de la durée du recuit thermique.Preferably, in step c), the volume temperature is also determined by means of the duration of the thermal annealing.
Dans un mode de mise en œuvre préféré, le procédé comporte, postérieurement à l’étape c), une étape d) de cartographie, en surface de la plaquette, de la distribution des températures volumiques en les au moins deux zones distinctes de la plaquette.In a preferred embodiment, the method comprises, after step c), a step d) of mapping, on the surface of the wafer, of the distribution of the volume temperatures in the at least two distinct zones of the wafer .
Il est décrit ci-dessous différents modes de mise en œuvre non limitatifs de l’invention.Various non-limiting modes of implementation of the invention are described below.
Dans un premier mode de mise en œuvre spécifique du procédé, la température de consigne Ti du dispositif de recuit thermique rapide à l’étape b) est comprise entre 350°C et550°C.In a first specific implementation of the process, the set temperature Ti of the rapid thermal annealing device in step b) is between 350 ° C and 550 ° C.
De préférence, la concentration moyenne en donneur thermique à base d’oxygène de la plaquette préalablement à l’étape b) de recuit thermique est inférieure à 1014 cm’3.Preferably, the average concentration of oxygen-based thermal donor in the wafer prior to step b) of thermal annealing is less than 10 14 cm 3 .
De préférence, l’étape b) de recuit thermique est effectuée sous atmosphère réductrice.Preferably, step b) of thermal annealing is carried out under a reducing atmosphere.
Lorsqu’une plaquette comportant de l’oxygène est chauffée à une température comprise entre 350°C et 550°C, des donneurs thermiques à base d’oxygène se forment.When a wafer containing oxygen is heated to a temperature between 350 ° C and 550 ° C, thermal oxygen-based donors are formed.
De préférence les deux mesures de résistivité électrique sont réalisées respectivement préalablement et postérieurement à l’étape b). Dans une plaquette de silicium cristallin exempte de dopants comme le bore ou le phosphore, il est connu que la résistivité électrique p d’une zone est reliée à la concentration en donneurs thermiques à base d’oxygène [DT] de ladite zone par l’équation de formule (1) suivante :Preferably, the two electrical resistivity measurements are carried out respectively before and after step b). In a crystalline silicon wafer free of dopants such as boron or phosphorus, it is known that the electrical resistivity p of a zone is related to the concentration of thermal donors based on oxygen [DT] of said zone by the equation of formula (1) below:
_ i P ~ 2[ϋΤ]μμ (1) ίο dans laquelle q et μ sont respectivement la charge élémentaire et la mobilité des charges libres majoritaires. Lorsque la résistivité est mesurée préalablement et postérieurement à l’étape b), la variation de concentration en donneurs thermiques à base d’oxygène entre les deux mesures [DT]rec, correspondant à la concentration de donneurs thermiques créés au cours de l’étape b), est exprimée selon l’équation de formule (2) suivante :_ i P ~ 2 [ϋΤ] μμ (1) ίο in which q and μ are respectively the elementary charge and the mobility of the majority free charges. When the resistivity is measured before and after step b), the variation in concentration of oxygen-based thermal donors between the two measurements [DT] rec , corresponding to the concentration of thermal donors created during the step b), is expressed according to the equation of formula (2) below:
<2>< 2 >
dans laquelle pr, μ± , respectivement p2, 42 sont la résistivité électrique et la mobilité des charges libres majoritaires mesurée et calculée avant, respectivement après l’étape de recuit thermique rapide, μ peut être calculée via l’utilisation du modèle classique d’Arora..in which p r , μ ± , respectively p 2 , 42 are the electrical resistivity and the mobility of the majority free charges measured and calculated before and respectively after the rapid thermal annealing step, μ can be calculated via the use of the conventional model of Arora ..
De préférence, selon le premier mode de mise en œuvre du procédé, la durée du recuit thermique à l’étape b) est compris entre 1 s et 30 minutes. Dans une variante, notamment lorsque le dispositif RTP est à passage et la durée de passage de la zone de la plaquette dans l’enceinte du dispositif est inférieure à la durée de traitement thermique rapide souhaitée, plusieurs étapes b) successives de chauffage et refroidissement identiques peuvent être effectuées de sorte à ce que la somme des durées des étapes b) successives soient au moins égale à la durée de recuit thermique souhaitée.Preferably, according to the first mode of implementation of the method, the duration of the thermal annealing in step b) is between 1 s and 30 minutes. In a variant, in particular when the RTP device is in transit and the duration of passage of the area of the wafer into the enclosure of the device is less than the duration of rapid heat treatment desired, several successive stages b) of identical heating and cooling can be carried out so that the sum of the durations of successive steps b) is at least equal to the desired thermal annealing duration.
En particulier, plusieurs étapes b) peuvent être réalisées successivement, de sorte à augmenter significativement la concentration en donneurs thermiques de la plaquette pour améliorer la qualité de la mesure de résistivité électrique, la cinétique de formation des donneurs thermiques pouvant être relativement lente au regard de la durée de passage d’une plaquette dans l’enceinte du dispositif RTP.In particular, several steps b) can be carried out successively, so as to significantly increase the concentration of thermal donors in the wafer to improve the quality of the electrical resistivity measurement, the kinetics of formation of thermal donors being able to be relatively slow with regard to the duration of passage of a plate in the enclosure of the RTP device.
De préférence, préalablement à l’étape c), la concentration en oxygène interstitiel d’une plaquette additionnelle identique à la plaquette dont la zone est chauffée à l’étape b) est mesurée. Par exemple, deux plaquettes découpées dans un lingot, par exemple Cz, et correspondant dans le lingot à deux portions adjacentes sont considérées comme identiques. Par oxygène « interstitiel », on considère l’oxygène en position interstitielle dans le réseau cristallin du silicium.Preferably, before step c), the interstitial oxygen concentration of an additional wafer identical to the wafer whose zone is heated in step b) is measured. For example, two plates cut from an ingot, for example Cz, and corresponding in the ingot to two adjacent portions are considered to be identical. By "interstitial" oxygen, we consider oxygen in an interstitial position in the crystal lattice of silicon.
De préférence, la concentration en oxygène interstitiel est mesurée en une zone de la plaquette additionnelle disposée au même endroit relativement à la plaquette additionnelle que la zone de la plaquette chauffée à l’étape b).Preferably, the interstitial oxygen concentration is measured in an area of the additional wafer disposed in the same location relative to the additional wafer as the area of the wafer heated in step b).
La concentration volumique en donneurs thermiques formés au cours d’un traitement thermique [DT]rec d’une zone d’une plaquette, tel qu’un recuit thermique rapide selon l’étape b) du procédé, dépend de la température du traitement thermique et de la concentration en oxygène interstitiel de ladite zone préalablement au traitement thermique. En particulier, elle peut être exprimée par l’équation de formule (3) établie par K. Wada et al. dans l’article « United model for formation kinetics of oxygen thermal donors in Silicon », Physical Review B, vol. 30, pages 5884-5895, 1984.The volume concentration of thermal donors formed during a heat treatment [DT] rec of an area of a wafer, such as rapid thermal annealing according to step b) of the process, depends on the temperature of the heat treatment and the concentration of interstitial oxygen in said zone prior to the heat treatment. In particular, it can be expressed by the equation of formula (3) established by K. Wada et al. in the article “United model for formation kinetics of oxygen thermal donors in Silicon”, Physical Review B, vol. 30, pages 5884-5895, 1984.
= (f) [O,]3 ^(l - e%p(-M>[O,]t)) (3) dans laquelle a, b et D sont des constantes dont les valeurs sont définies dans l’article, [Oj est la concentration en oxygène de la zone au début de l’étape b) de recuit thermique rapide, t est la durée de recuit thermique et n(Tv) est la densité électronique de la zone, à la température Tv à laquelle ladite zone est chauffée lors de l’étape b), la durée t correspond à la durée de l’étape b) quand une unique étape b) est réalisée ou à la somme des durées des étapes b) consécutives réalisées à température de consigne Ti, le cas échéant.= (f) [O,] 3 ^ (l - e% p (-M> [O,] t)) (3) in which a, b and D are constants whose values are defined in the article, [Oj is the oxygen concentration of the zone at the start of step b) of rapid thermal annealing, t is the duration of thermal annealing and n (T v ) is the electronic density of the zone, at temperature T v at which said zone is heated during step b), the duration t corresponds to the duration of step b) when a single step b) is performed or to the sum of the durations of the consecutive steps b) carried out at set temperature Ti, if applicable.
A partir de l’équation de formule (3), de la connaissance de la durée du recuit thermique, de la variation de concentration en donneurs thermiques à base d’oxygène de la zone, et de la concentration en en oxygène de la zone au début de l’étape b) de recuit thermique rapide, la température de ladite zone à l’étape b) peut ainsi être déterminée. Plus précisément la température de ladite zone Tv à l’étape b) est calculée connaissant n(Tv), aisément à partir du bilan des charges, comme décrit dans l’article de K. Wada.From the equation of formula (3), knowledge of the duration of the thermal annealing, the variation of concentration of thermal donors based on oxygen from the zone, and the oxygen concentration of the zone at beginning of step b) of rapid thermal annealing, the temperature of said zone in step b) can thus be determined. More precisely, the temperature of said zone T v in step b) is calculated knowing n (T v ), easily from the load balance, as described in the article by K. Wada.
De préférence, à l’étape a), la plaquette est obtenue par découpe d’un lingot obtenu par un procédé comportant une étape de tirage Czochralski. La mise en œuvre d’une étape de tirage Czochralski induit une concentration élevée en oxygène dans la plaquette, généralement supérieure à 1017 cm'3.Preferably, in step a), the wafer is obtained by cutting an ingot obtained by a process comprising a Czochralski drawing step. The implementation of a Czochralski pulling step induces a high oxygen concentration in the wafer, generally greater than 10 17 cm 3 .
Dans une variante du premier mode de mise en œuvre la plaquette peut contenir un dopant, par exemple du bore et/ou du phosphore. Les équations (1) et (2) sont alors adaptées par l’homme du métier pour prendre en compte la contribution du ou des dopants aux densités de charges libres majoritaires. La concentration en dopant peut par exemple être mesurée sur une plaquette additionnelle, identique à la plaquette mise en œuvre à l’étape a), au moyen d’un outil de caractérisation tel qu’Oxymap.In a variant of the first embodiment, the wafer may contain a dopant, for example boron and / or phosphorus. Equations (1) and (2) are then adapted by a person skilled in the art to take into account the contribution of the dopant (s) to the majority of free charge densities. The dopant concentration can for example be measured on an additional plate, identical to the plate used in step a), using a characterization tool such as Oxymap.
Dans un deuxième mode de mise en œuvre spécifique du procédé, la température de consigne Ti du dispositif de recuit thermique rapide à l’étape b) est comprise entre 550°C et 850°C.In a second specific implementation of the process, the set temperature Ti of the rapid thermal annealing device in step b) is between 550 ° C and 850 ° C.
Lorsqu’une plaquette de silicium comportant des donneurs thermiques à base d’oxygène est chauffée à une température comprise entre 550°C et 850°C, lesdits donneurs thermiques sont progressivement annihilés sous l’effet de la température.When a silicon wafer comprising oxygen-based thermal donors is heated to a temperature between 550 ° C. and 850 ° C., said thermal donors are gradually annihilated under the effect of temperature.
De préférence, l’étape b) de recuit thermique est effectuée sous atmosphère réductrice.Preferably, step b) of thermal annealing is carried out under a reducing atmosphere.
De préférence, la concentration moyenne en donneur thermique à base d’oxygène de la plaquette préalablement à l’étape b) est supérieure à 1014 cm'3. Une concentration moyenne élevée en donneurs thermiques préalablement à l’étape b) a pour effet d’améliorer la précision de la détermination de la température volumique de la zone sur laquelle la mesure de la résistivité électrique est réalisée.Preferably, the average concentration of oxygen-based thermal donor in the wafer prior to step b) is greater than 10 14 cm 3 . A high average concentration of thermal donors prior to step b) has the effect of improving the accuracy of the determination of the volume temperature of the zone over which the measurement of the electrical resistivity is carried out.
De préférence, préalablement à l’étape b), la plaquette est obtenue par découpe d’un lingot Cz. Des donneurs thermiques à base d’oxygène sont formés au cours de l’étape de refroidissement du procédé de fabrication du lingot Cz. De préférence, la découpe est réalisée dans la partie supérieure du lingot Cz, à proximité de l’extrémité du lingot ayant été au contact du germe de tirage. De telles plaquettes présentent une concentration moyenne élevée en donneurs thermiques à base d’oxygène.Preferably, before step b), the wafer is obtained by cutting a Cz ingot. Oxygen-based thermal donors are formed during the cooling step of the Cz ingot manufacturing process. Preferably, the cut is made in the upper part of the Cz ingot, near the end of the ingot which has been in contact with the drawing seed. Such platelets have a high average concentration of oxygen-based thermal donors.
En variante ou additionnellement, pour augmenter la concentration en donneurs thermiques à base d’oxygène, préalablement à l’étape b), la plaquette peut être recuite à une température comprise entre 400°C et 500°C pendant une durée supérieure à cinq heures, de préférence supérieure à dix heures, voire supérieure à vingt heures.As a variant or additionally, to increase the concentration of oxygen-based thermal donors, prior to step b), the wafer can be annealed at a temperature between 400 ° C and 500 ° C for a period greater than five hours , preferably more than ten hours, or even more than twenty hours.
De préférence, les deux mesures de résistivité électrique sont réalisées respectivement préalablement et postérieurement à l’étape b). Au moyen de l’équation de formule (2), la variation de la concentration en donneurs thermiques à base d’oxygène est obtenue. Dans le cas présent, contrairement au premier mode de mise en œuvre du procédé, ladite variation correspond à une diminution de la concentration en donneurs thermiques à base d’oxygène par annihilation au cours de l’étape b).Preferably, the two electrical resistivity measurements are carried out respectively before and after step b). By means of the equation of formula (2), the variation of the concentration of oxygen-based thermal donors is obtained. In the present case, unlike the first mode of implementation of the method, said variation corresponds to a reduction in the concentration of oxygen-based thermal donors by annihilation during step b).
Par ailleurs, dans une variante, la plaquette peut comporter en outre un dopant choisi parmi le bore, le phosphore et un autre élément chimique des colonnes III et V de la classification périodique des éléments et leurs mélanges. De préférence alors, le procédé comporte une étape entre l’étape b) et l’étape c) consistant à recuire ladite zone à une température comprise entre 600 °C et 1000°C et pendant une durée comprise entre 1 minute et 60 minutes, par exemple pendant 15 minutes à 750°C. Ainsi, plus de 99,9% en nombre des donneurs thermiques sont annihilés par rapport à leur concentration avant réalisation de l’étape b). De cette façon, à partir d’une troisième mesure de résistivité en ladite zone, la concentration en dopant dans ladite zone est déterminée, ce qui permet d’affiner la détermination de la variation de la concentration en donneurs thermiques à base d’oxygène. En variante, la concentration en dopant peut être mesurée sur une plaquette additionnelle, identique à la plaquette mise en œuvre à l’étape a), au moyen d’un outil de caractérisation tel qu’Oxymap.Furthermore, in a variant, the wafer may also include a dopant chosen from boron, phosphorus and another chemical element from columns III and V of the periodic table of the elements and their mixtures. Preferably then, the method comprises a step between step b) and step c) consisting in annealing said zone at a temperature between 600 ° C and 1000 ° C and for a time between 1 minute and 60 minutes, for example for 15 minutes at 750 ° C. Thus, more than 99.9% by number of thermal donors are annihilated in relation to their concentration before carrying out step b). In this way, from a third resistivity measurement in said zone, the dopant concentration in said zone is determined, which makes it possible to refine the determination of the variation in the concentration of oxygen-based thermal donors. As a variant, the dopant concentration can be measured on an additional plate, identical to the plate used in step a), using a characterization tool such as Oxymap.
Dans une autre variante, la plaquette comporte moins de 1013 cm'3 d’un dopant choisi parmi le bore, le phosphore et un autre élément chimique des colonnes III et V de la classification périodique des éléments. De préférence, la plaquette est substantiellement exempte dudit dopant.In another variant, the wafer comprises less than 10 13 cm 3 of a dopant chosen from boron, phosphorus and another chemical element from columns III and V of the periodic table. Preferably, the wafer is substantially free from said dopant.
A partir de la variation de la concentration en donneur thermique à base d’oxygène dans ladite zone et de la durée de recuit thermique à l’étape b), la température volumique de ladite zone peut être déterminée, au moyen d’abaques. Par exemple l’article Y. Tokuda, J. Appl. Phys. 66, 3651 (1989) indique, comme cela est illustré sur le graphique 5 de la figure 1 pour une durée spécifique à une température donnée, la fraction non recuite de donneurs thermiques 10, c’est-à-dire le rapport entre la concentration en donneurs thermiques avant recuit thermique sur la concentration en donneurs thermiques après recuit thermique, en fonction de la température de recuit thermique 15.From the variation of the concentration of oxygen-based thermal donor in said zone and the duration of thermal annealing in step b), the volume temperature of said zone can be determined, by means of abacs. For example, the article Y. Tokuda, J. Appl. Phys. 66, 3651 (1989) indicates, as illustrated in graph 5 of FIG. 1 for a specific duration at a given temperature, the fraction not annealed of thermal donors 10, that is to say the ratio between the concentration as thermal donors before thermal annealing on the concentration of thermal donors after thermal annealing, as a function of the thermal annealing temperature 15.
Comme décrit précédemment, l’invention concerne encore une méthode pour configurer le recuit thermique d’une zone d’une plaquette de silicium cristallin.As described above, the invention also relates to a method for configuring thermal annealing of an area of a crystalline silicon wafer.
De préférence, la première plaquette et la deuxième plaquette sont en silicium monocristallin, et présentent de préférence la même concentration moyenne en donneurs thermiques à base d’oxygène.Preferably, the first wafer and the second wafer are made of monocrystalline silicon, and preferably have the same average concentration of oxygen-based thermal donors.
De préférence, l’ensemble de paramètres comporte, outre la température de consigne du dispositif de recuit thermique rapide, au moins un paramètre choisi parmi la position d’un moyen de chauffage, par exemple une lampe à infrarouges, relativement à un bâti du dispositif de chauffage, la puissance de chauffage du moyen de chauffage, les propriétés thermiques d’au moins un matériau constituant la zone de chauffe, le nombre et la position des éléments thermiquement isolants ou conducteurs du dispositif de recuit thermique rapide.Preferably, the set of parameters comprises, in addition to the set temperature of the rapid thermal annealing device, at least one parameter chosen from the position of a heating means, for example an infrared lamp, relative to a frame of the device heating, the heating power of the heating means, the thermal properties of at least one material constituting the heating zone, the number and the position of the thermally insulating or conductive elements of the rapid thermal annealing device.
ExempleExample
Une portion d’un lingot Cz fabriqué par le procédé de tirage Czochralski est découpée en deux plaquettes adjacentes de silicium monocristallin. Les deux plaquettes présentent ainsi substantiellement les mêmes caractéristiques.A portion of a Cz ingot produced by the Czochralski pulling process is cut into two adjacent monocrystalline silicon wafers. The two wafers thus have substantially the same characteristics.
Préalablement à la découpe, un repère est associé à chaque plaquette, de sorte à référencer par une position x,y,z une zone de la plaquette. Les repères sont définis de telle sorte que les axes principaux respectifs des repères des deux plaquettes sont parallèles les uns aux autres et que les centres desdits repères, avant découpe des plaquettes du lingot, sont disposés le long d’une droite parallèle à l’axe de croissance du lingot.Prior to cutting, a marker is associated with each insert, so as to reference by an x, y, z position an area of the insert. The marks are defined such that the respective main axes of the marks of the two wafers are parallel to each other and that the centers of said marks, before cutting of the ingot wafers, are arranged along a straight line parallel to the axis ingot growth.
Ainsi il peut être considéré que la résistivité électrique et la concentration en donneurs thermiques à base d’oxygène, mesurée une zone de la première plaquette de position x,y,z relativement au repère de la première plaquette sont identiques respectivement à la résistivité électrique et la concentration en donneurs thermiques à base d’oxygène de la zone de même position relativement au repère de la deuxième plaquette.Thus it can be considered that the electrical resistivity and the concentration of oxygen-based thermal donors, measured an area of the first plate of position x, y, z relative to the reference of the first plate are identical respectively to the electrical resistivity and the concentration of oxygen-based thermal donors in the area of the same position relative to the reference of the second plate.
Les deux plaquettes présentent des dimensions identiques. Chaque plaquette présente une longueur, une largeur et une épaisseur respectivement égales à 156 mm, 156 mm et 0,2 mm. La résistivité électrique moyenne de chaque plaquette, mesurée au moyen d’un dispositif 4-pointes du type commercialisé par la société NAPSON est de 18 Q.cm.The two plates have identical dimensions. Each plate has a length, a width and a thickness respectively equal to 156 mm, 156 mm and 0.2 mm. The average electrical resistivity of each wafer, measured using a 4-point device of the type sold by the company Napson, is 18 Q.cm.
Chaque plaquette est dopée uniquement par des donneurs thermiques à base d’oxygène qui se sont développés dans le silicium au cours du refroidissement du lingot. Aucun autre dopage n’est réalisé sur les deux plaquettes.Each wafer is doped only by oxygen-based thermal donors which have developed in silicon during the cooling of the ingot. No other doping is carried out on the two wafers.
La concentration en oxygène en position interstitielle est mesurée sur une des deux plaquettes, en 81 zones distinctes réparties selon un maillage carré de 9x9 zones, au moyen de la technique Oxymap développée et commercialisé par AET TECHNOLOGIES, et détaillée dans l’article «A fast and easily implemented Method for inter stitial oxygen concentration mapping through the activation of thermal donors in Silicon », J. Veirman, S. Dubois, N. Enjalbert et M. Lemiti, Energy Procedia, 8, 41-46 (2011). Chaque zone de la première plaquette s’étend sur toute l’épaisseur de la plaquette.The oxygen concentration in the interstitial position is measured on one of the two plates, in 81 distinct zones distributed according to a square mesh of 9 × 9 zones, by means of the Oxymap technique developed and marketed by AET TECHNOLOGIES, and detailed in the article “A fast and easily implemented Method for inter stitial oxygen concentration mapping through the activation of thermal donors in Silicon ”, J. Veirman, S. Dubois, N. Enjalbert and M. Lemiti, Energy Procedia, 8, 41-46 (2011). Each zone of the first wafer extends over the entire thickness of the wafer.
Une cartographie 35, telle qu’illustrée sur la figure 2, représentant en surface de la plaquette, la distribution de la concentration en oxygène en position interstitielle, est alors établie. Comme cela est observé, la concentration en oxygène interstitiel varie entre environ 6,0xl017 cm'3 et environ 9,5xl017 cm'3.A map 35, as illustrated in FIG. 2, representing on the surface of the wafer, the distribution of the oxygen concentration in the interstitial position, is then established. As observed, the interstitial oxygen concentration varies between about 6.0 x 10 17 cm 3 and about 9.5 x 10 17 cm 3 .
Il est observé sur la figure 2 que la concentration volumique 40 en oxygène interstitiel décroît du centre vers le bord de la plaquette, ce qui est classique pour une plaquette issue d’un lingot Cz.It is observed in FIG. 2 that the volume concentration 40 of interstitial oxygen decreases from the center towards the edge of the wafer, which is conventional for a wafer obtained from a Cz ingot.
Les résistivités électriques de 81 zones de la deuxième plaquette sont mesurées au moyen de la méthode de mesure des quatre pointes avant réalisation d’un recuit thermique. Chacune des 81 zones de la deuxième plaquette présente la même position dans la deuxième plaquette, qu’une des 81 zones de la première plaquette relativement au repère de la première plaquette.The electrical resistivities of 81 areas of the second wafer are measured using the four-point measurement method before thermal annealing. Each of the 81 zones of the second plate has the same position in the second plate, as one of the 81 zones of the first plate relative to the reference of the first plate.
La deuxième plaquette est ensuite chauffée dans un four RTP à passage doté de lampes infrarouges. Toutes les zones de chauffage du four ont été réglées à la même température de consigne de 400°C afin de générer des donneurs thermiques à base d’oxygène. La deuxième plaquette est disposée sur un tapis défilant à travers l’enceinte du four à une vitesse de 1,1 m.s'1. Ainsi, la durée de passage dans le four RTP est de 2 minutes et 4 secondes. De sorte à générer un nombre suffisant de donneurs thermiques, la deuxième plaquette subit en tout consécutivement six passages dans le four RTP dans les mêmes conditions.The second plate is then heated in a RTP passage oven equipped with infrared lamps. All the oven heating zones have been set to the same set temperature of 400 ° C in order to generate oxygen-based thermal donors. The second plate is placed on a conveyor belt passing through the oven enclosure at a speed of 1.1 m.s' 1 . Thus, the duration of passage through the RTP oven is 2 minutes and 4 seconds. So as to generate a sufficient number of thermal donors, the second wafer undergoes six consecutive passages in the RTP oven under the same conditions.
Afin d’éviter la survenue classique de pics de température liés à la stabilisation en température lors de l’entrée dans l’enceinte des premières plaquettes défilant dans un four à passage, quinze plaquettes postiches défilent préalablement à chacun des six passages de la deuxième plaquette.In order to avoid the classic occurrence of temperature peaks linked to temperature stabilization during the entry into the enclosure of the first plates traveling in a pass-through oven, fifteen hairpieces pass before each of the six passages of the second plate .
Après le dernier passage dans le four RTP, la deuxième plaquette est refroidie. Les résistivités électriques des 81 zones de la deuxième plaquette sont à nouveau mesurées.After the last passage in the RTP oven, the second wafer is cooled. The electrical resistivities of the 81 zones of the second wafer are again measured.
Pour chaque zone de la deuxième plaquette, au moyen des équations de formules (2) et (3), la température volumique de chaque zone de la deuxième plaquette est déterminée et une cartographie 45 est établie, représentée sur la figure 3, illustrant en surface de la deuxième plaquette la distribution des températures volumiques 55 dans l’épaisseur de la plaquette.For each zone of the second plate, using the equations of formulas (2) and (3), the volume temperature of each zone of the second plate is determined and a map 45 is established, represented in FIG. 3, illustrating on the surface from the second wafer the distribution of the volume temperatures 55 in the thickness of the wafer.
Comme cela est observé sur la figure 3, alors que la température de consigne du four RTP est fixée à 400°C, la température volumique de la plaquette varie suivant la zone considérée entre environ 320°C et environ 390°C. En outre, la partie frontale de la plaquette, qui entre dans la four RTP à passage en premier présente des zones dans lesquelles la température moyenne est plus élevée, d’environ 50°C que la partie arrière, entrant dans le four en dernier.As observed in FIG. 3, while the set temperature of the RTP oven is fixed at 400 ° C., the volume temperature of the wafer varies according to the zone considered between approximately 320 ° C. and approximately 390 ° C. In addition, the front part of the wafer, which enters the RTP first pass furnace, has areas in which the average temperature is higher, by about 50 ° C than the rear part, entering the furnace last.
Ainsi, le procédé selon l’invention fournit une mesure précise, aussi bien en matière de distribution spatiale qu’en matière de valeur de la température volumique d’une plaquette au cours d’un recuit thermique rapide dans un dispositif RTP.Thus, the method according to the invention provides an accurate measurement, both in terms of spatial distribution and in terms of value of the volume temperature of a wafer during rapid thermal annealing in an RTP device.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux modes de mise en œuvre décrits. Par exemple, le procédé peut être mis en œuvre avec des produits de forme variée en lieu et place d’une plaquette. Le procédé peut être mis en œuvre pour d’autres matériaux que le silicium constitutif de la plaquette, par exemple le germanium cristallin.Of course, the invention is not limited to the modes of implementation described. For example, the process can be implemented with products of various shapes instead of a wafer. The process can be implemented for other materials than the constituent silicon of the wafer, for example crystalline germanium.
Claims (19)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1661966A FR3059821B1 (en) | 2016-12-05 | 2016-12-05 | TEMPERATURE MEASURING METHOD |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1661966 | 2016-12-05 | ||
| FR1661966A FR3059821B1 (en) | 2016-12-05 | 2016-12-05 | TEMPERATURE MEASURING METHOD |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3059821A1 true FR3059821A1 (en) | 2018-06-08 |
| FR3059821B1 FR3059821B1 (en) | 2019-07-12 |
Family
ID=58669871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1661966A Expired - Fee Related FR3059821B1 (en) | 2016-12-05 | 2016-12-05 | TEMPERATURE MEASURING METHOD |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3059821B1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0572052A (en) * | 1991-09-17 | 1993-03-23 | Hitachi Ltd | Method for measuring thin-film treating temperature |
| US5435646A (en) * | 1993-11-09 | 1995-07-25 | Hughes Aircraft Company | Temperature measurement using ion implanted wafers |
| US6022749A (en) * | 1998-02-25 | 2000-02-08 | Advanced Micro Devices, Inc. | Using a superlattice to determine the temperature of a semiconductor fabrication process |
| WO2012140340A1 (en) * | 2011-04-15 | 2012-10-18 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method for determining interstitial oxygen concentration |
| WO2014064347A1 (en) * | 2012-10-23 | 2014-05-01 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method for forming a doped silicon ingot of uniform resistivity |
| WO2015015065A1 (en) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives | Method for locating a wafer in the ingot of same |
| US9111883B2 (en) * | 2011-12-06 | 2015-08-18 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for evaluating silicon single crystal and method for manufacturing silicon single crystal |
-
2016
- 2016-12-05 FR FR1661966A patent/FR3059821B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0572052A (en) * | 1991-09-17 | 1993-03-23 | Hitachi Ltd | Method for measuring thin-film treating temperature |
| US5435646A (en) * | 1993-11-09 | 1995-07-25 | Hughes Aircraft Company | Temperature measurement using ion implanted wafers |
| US6022749A (en) * | 1998-02-25 | 2000-02-08 | Advanced Micro Devices, Inc. | Using a superlattice to determine the temperature of a semiconductor fabrication process |
| WO2012140340A1 (en) * | 2011-04-15 | 2012-10-18 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method for determining interstitial oxygen concentration |
| US9111883B2 (en) * | 2011-12-06 | 2015-08-18 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for evaluating silicon single crystal and method for manufacturing silicon single crystal |
| WO2014064347A1 (en) * | 2012-10-23 | 2014-05-01 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method for forming a doped silicon ingot of uniform resistivity |
| WO2015015065A1 (en) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives | Method for locating a wafer in the ingot of same |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| FRÉDÉRIC JAY: "Nouveaux substrats de silicium cristallin destinés aux cellules photovoltaïques à haut rendement: cas du silicium mono-like et du dopage aux donneurs thermiques liés à l'oxygène pour les cellules à hétérojonction de silicium", 12 May 2016 (2016-05-12), pages 1 - 192, XP055391997, Retrieved from the Internet <URL:https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01315189/document> [retrieved on 20170718] * |
| JORDI VEIRMAN ET AL: "A Fast and Easily Implemented Method for Interstitial Oxygen Concentration Mapping Through the Activation of Thermal Donors in Silicon", ENERGY PROCEDIA, vol. 8, 17 April 2011 (2011-04-17) - 20 April 2011 (2011-04-20), pages 41 - 46, XP028263041, ISSN: 1876-6102, [retrieved on 20110812], DOI: 10.1016/J.EGYPRO.2011.06.099 * |
| KAZUMI WADA: "unified model for formation kinetics of oxygen thermal donors in silicon", PHYSICAL REVIEW, B. CONDENSED MATTER, AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS. NEW YORK, US, vol. 30, no. 10, 15 November 1984 (1984-11-15), pages 5884 - 5895, XP002696153, ISSN: 0163-1829, DOI: 10.1103/PHYSREVB.30.5884 * |
| ROOZEBOOM F ET AL: "RAPID THERMAL PROCESSING SYSTEMS: A REVIEW WITH EMPHASIS ON TEMPERATURE CONTROL", JOURNAL OF VACUUM SCIENCE AND TECHNOLOGY: PART B, AVS / AIP, MELVILLE, NEW YORK, NY, US, vol. 8, no. 6, 1 December 1990 (1990-12-01), pages 1249 - 1259, XP002914608, ISSN: 1071-1023, DOI: 10.1116/1.584902 * |
| W. WIJARANAKULA: "Formation kinetics of oxygen thermal donors in silicon", APPLIED PHYSICS LETTERS, vol. 59, no. 13, 1 January 1991 (1991-01-01), pages 1608, XP055114038, ISSN: 0003-6951, DOI: 10.1063/1.106245 * |
| YUTAKA TOKUDA ET AL: "THERMAL DONOR ANNIHILATION AND DEFECT PRODUCTION IN N-TYPE SILICON BY RAPID THERMAL ANNEALING", JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS, US, 1 October 1989 (1989-10-01), pages 3651 - 3655, XP000879506, ISSN: 0021-8979 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3059821B1 (en) | 2019-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2612136B1 (en) | Method for mapping oxygen concentration | |
| JP2644198B2 (en) | Temperature measurement method using ion-implanted wafer | |
| EP3028035B1 (en) | Method for locating a wafer in the ingot of same | |
| EP2697632B1 (en) | Method for determining interstitial oxygen concentration | |
| EP3184673B1 (en) | Method for calibrating an annealing furnace used to form heat donors | |
| WO2014064347A1 (en) | Method for forming a doped silicon ingot of uniform resistivity | |
| WO2013014341A1 (en) | Determining the dopant content of a compensated silicon sample | |
| WO2013014342A1 (en) | Determining the dopant content of a compensated silicon sample | |
| KR20050067417A (en) | Method for measuring point defect distribution of silicon single crystal ingot | |
| EP2834625B1 (en) | Determination of the concentration of interstitial oxygen in a semiconductor sample | |
| FR3059821B1 (en) | TEMPERATURE MEASURING METHOD | |
| FR3075379B1 (en) | METHOD FOR VALIDATING THE THERMAL HISTORY OF A SEMICONDUCTOR INGOT | |
| FR3059820B1 (en) | TEMPERATURE MEASURING METHOD | |
| EP2803985A1 (en) | Method for determining donor and acceptor dopant concentrations | |
| FR2941816A1 (en) | METHOD OF CHARACTERIZING A METHOD FOR ION IMPLANTATION | |
| EP3237895B1 (en) | Method for determining contamination introduced into a semiconductor material | |
| Batalov et al. | Nanosecond-pulse annealing of heavily doped Ge: Sb layers on Ge substrates | |
| JP2006216825A (en) | Evaluation method of dopant contamination of member or fixture used in heat treatment process of semiconductor wafer | |
| JP2021500302A (en) | Semiconductor wafer composed of single crystal silicon | |
| EP0787839B1 (en) | Process for calibrating the temperature of an epitaxy reactor | |
| Kukurudziak | Degradation of Silicon Resistivity During Thermal Operations in pin Photodiodes Technology | |
| EP2280411A2 (en) | Method for determining a centred position of a semi-conductor substrate in an annealing furnace, device for thermally treating semi-conductor substrates and method for calibrating such a device | |
| Keffous et al. | Lithium diffusion profile onto highly resistive p-type silicon | |
| WO2011006975A1 (en) | Method for calibrating an annealing furnace and germanium recrystallization using such a method | |
| Gindner et al. | Surface passivation study on gettered multicrystalline silicon |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20180608 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20210806 |