JP6931708B2 - 半導体構造を評価する方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2017年2月10日に出願された米国仮特許出願62/457,699の利益を主張し、本明細書の一部を構成するものとしてそのすべてを援用する。
、前面25と前面25におおよそ平行で、構造1の中央軸に垂直な裏面30を有する。
ワーに関連して)用いられる。
本開示のプロセスは、さらに次の実施例によって説明される。これらの実施例は、限定した意味に見なされるべきでない。
電荷捕獲層のない(または効果のないCTL)のSOI構造における電荷キャリアの発生前及び間の電位差は、図2にエネルギバンド図で示される。BOXの正電荷は、高抵抗基板(図2A)の空乏及び反転層を誘導する。電荷キャリアが発生する前の関連するエネルギバンド図は、図2Bに示される。前及び裏面側の(接地された)表面電位の差は、V0である。強烈な光で構造に光を当てることは、フラットバンド状態に向かってBOX基板境界においてエネルギバンドを変える(図2C)高密度の光キャリア(正孔及び電子)を発生する。したがって、この境界における電荷は、再配分され、上部シリコンのエネルギバンドを変える電場の変化を引き起こす。結果として、前及び裏面側の表面の電位差V1は、また、変化し、電荷を反転することができる。V1とV0の間の大きな差は、SOI構造の電荷捕獲層の欠如を示す。
効率のよい電荷捕獲層を有するSOI構造における電荷キャリアの発生前と間の電位の差は、図3のエネルギバンド図で概略的に示される。BOXの正電荷は、電荷捕獲層(CTL)の負の電荷状態で完全に補償される(図3A)。電荷発生のない関連するエネルギバンド図は、図3Bに示される。基板のエネルギバンドは平坦である。前面と裏面側(接地された)表面電位の差はV0である。強烈な光で構造に光を当てることは、そのミッドギャップエネルギレベルは、本来フェルミレベルに近いため、高抵抗(ライトドープ)半導体のエネルギバンドを著しく変えることができない、高密度の光キャリア(正孔及び電子)を発生する。したがって、この境界の電荷は、ほとんど同じままであり、上部シリコンのエネルギバンドは、相対的に小さく影響される(図3C)。前面と裏面側の表面電位の差V1は、あまり変わらない。V1とV0の間の小さな差は、BOX基板境界におけるSOI構造の効率のよい電荷捕獲を示す。
その表面において電荷捕獲層を有するバルクウエハは、表面光電圧(SPV)ツールで評価された。評価レシピは、(これに限定されるものではないが)、次を含んだ。(a)657nm及び1013nmのSPVレーザ波長(b)測定されたサンプルにおいて最適なレベルを用いるために調整するSPVレーザパワー(c)657nmのレーザにおける光電圧読み取り分析(測定されたサンプルタイプごとに調整された特定のレーザパワーにおける励起)(d)RF HD2及びHD3評価結果に相関する実際のSPV読み取りに基づいて予測されるCTL性能(e)657nmレーザ励起は、浅い半導体ウエハ層を加えてポリシリコン層に制限された貫通深さを維持するように選択された。(f)貫通深さは、シリコンバルクインパクトを避けるように選択された。(シリコンドーピングレベルによって及び金属汚染レベルによってむしろ動作される)(g)サンプル設計は、P型高抵抗基板及び熱酸化物を備えるまたは備えない、CTLポリシリコン層であった。
電荷捕獲層を有するSOI構造は、表面光電圧(SPV)ツールで評価された。実施例3の評価プロトコルは、P型高抵抗基板+CTLポリシリコン層+BOX+上部Si層であるサンプル設計で用いられた。ポリシリコン堆積後のサンプルにおける評価結果は、図5に示される。
図6:ポリシリコン劣化評価対アニール熱量。SPV信号評価技術が実行された[657nmSPVレーザ励起]。1100℃で5時間累積アニール後完全に下げられる。
Claims (13)
- 半導体構造の品質を評価する方法であって、
前記半導体構造は、前面と、前記前面とおおよそ平行な裏面を有し、電荷捕獲層を備え、
方法は、
前記半導体構造に電荷キャリアを発生するために前記半導体構造に光を当てるステップと、
前記半導体構造に電荷キャリアを発生するために前記半導体構造に光を当てる間またはその後に、前記半導体構造の静電パラメータを測定するステップであって、前記静電パラメータは、(1)前記半導体構造の容量及び(2)前記半導体構造の前記前面と電極の間の電位差からなる群から選択される、測定するステップと、
前記半導体構造の測定された前記静電パラメータに基づいて無線周波数装置で使用するための前記半導体構造の適合性を決定するために前記半導体構造の電荷捕獲効率を評価するステップと、
を備える方法。 - 測定された前記静電パラメータは、電荷捕獲層を備えない半導体構造の測定された前記静電パラメータに対して正規化される、請求項1に記載の方法。
- 測定された前記静電パラメータは、前記半導体構造の電荷捕獲効率を評価するためにベースラインパラメータと比較される、請求項1に記載の方法。
- 前記静電パラメータは、前記半導体構造の容量である、請求項1に記載の方法。
- 前記静電パラメータは、電荷キャリアの発生の間に測定される、請求項1に記載の方法。
- 複数の半導体構造の品質を評価する方法であって、
前記半導体構造は、前面と、前記前面とおおよそ平行な裏面を有し、電荷捕獲層を備え、
方法は、
前記半導体構造に電荷キャリアを発生するために前記半導体構造に光を当てるステップと、
前記半導体構造に電荷キャリアを発生するために前記半導体構造に光を当てる間またはその後に、前記半導体構造の静電パラメータを測定するステップであって、前記静電パラメータは、(1)前記半導体構造の容量及び(2)前記半導体構造の前記前面と電極の間の電位差からなる群から選択された、測定するステップと、
前記半導体構造の測定された前記静電パラメータに基づいて前記半導体構造の電荷捕獲効率を評価するステップと、
適切であると決定された前記半導体構造にのみ、無線周波数装置を形成するステップと、
によってそれぞれの半導体構造を評価するステップと、を備える、方法。 - 前記半導体構造は、ハンドルウエハ、誘電体層、前記誘電体層と前記ハンドルウエハの間に配置された電荷捕獲層、及びシリコン装置層を備え、
前記誘電体層は、前記シリコン装置層と前記電荷捕獲層の間に配置される、請求項6に記載の方法。 - 前記ハンドルウエハは、少なくとも約1000Ωcmの抵抗率を有する、請求項7に記載の方法。
- 半導体構造の品質を評価する方法であって、
前記半導体構造は、前面と前記前面におおよそ平行な裏面を有し、電荷捕獲層を備え、
方法は、
前記半導体構造の初期静電パラメータを測定するステップであって、前記静電パラメータは、(1)前記半導体構造の容量及び(2)前記半導体構造の前記前面と電極の間の電位差からなる群から選択される、測定するステップと、
固定注入レベルにおいて前記半導体構造に電荷キャリアを発生するステップと、
前記半導体構造に電荷キャリアを発生する間またはその後に、前記半導体構造の励起静電パラメータを測定するステップであって、前記励起静電パラメータは、前記初期静電パラメータと同じである測定するステップと、を備える方法。 - 前記初期静電パラメータと前記励起静電パラメータの差を決定するステップを備える、
請求項9に記載の方法。 - 前記差は、前記半導体構造が無線周波数装置の使用に適切であるかどうかを決定するためにベースライン差と比較される、請求項10に記載の方法。
- 複数の半導体構造の品質を評価するステップを備え、
それぞれの半導体構造は、
前記半導体構造の初期静電パラメータを測定するステップであって、前記初期静電パラメータは、(1)前記半導体構造の容量及び(2)前記半導体構造の前記前面と電極の間の電位差からなる群から選択される、測定するステップと、
前記半導体構造に電荷キャリアを発生するステップと、
前記半導体構造に電荷キャリアを発生する間またはその後に、前記半導体構造の励起静電パラメータを測定するステップであって、前記励起静電パラメータは、前記初期静電パラメータと同じである測定するステップと、
前記初期静電パラメータと前記励起静電パラメータの差を決定するステップと、
前記半導体構造を評価するために、それぞれの前記半導体構造において前記初期静電パラメータと前記励起静電パラメータの差をベースライン差と比較するステップと、
適切であると決定された半導体構造にのみ無線周波数装置を形成するステップと、
によって評価される、請求項9に記載の方法。 - 半導体構造の品質を評価する方法であって、
前記半導体構造は、前面と、前記前面とおおよそ平行な裏面を有し、電荷捕獲層を備え、
方法は、
前記半導体構造の初期静電パラメータを測定するステップであって、前記初期静電パラメータは、(1)前記半導体構造の容量及び(2)前記半導体構造の前記前面と電極の間の電位差からなる群から選択された、測定するステップと、
1またはそれ以上のレーザによって2つの異なる波長において、前記半導体構造に光を当てることによって前記半導体構造に電荷キャリアを発生するステップと、
前記半導体構造に電荷キャリアを発生する間またはその後に、前記半導体構造の励起静電パラメータを測定するステップであって、前記励起静電パラメータは、前記初期静電パラメータと同じである、測定するステップと、
を備える方法。
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