JPH02238646A - 半導体不純物の測定方法 - Google Patents
半導体不純物の測定方法Info
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- JPH02238646A JPH02238646A JP5906689A JP5906689A JPH02238646A JP H02238646 A JPH02238646 A JP H02238646A JP 5906689 A JP5906689 A JP 5906689A JP 5906689 A JP5906689 A JP 5906689A JP H02238646 A JPH02238646 A JP H02238646A
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Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分解）
本発明は半導体のシリコン内の不純物プロファイルを測
定する方法に関するもので、半導体装置の製造又は半導
体の材料の改質についての評価方法として利用されるも
のである。
定する方法に関するもので、半導体装置の製造又は半導
体の材料の改質についての評価方法として利用されるも
のである。
（従来の技術）
本発明に係る従来技術としては、第４図に示すＳＲ法が
使用されている。
使用されている。
このＳＲ法はシリコン内の不純物の測定については、シ
リコン内の電気抵抗を測定するもので２本の探針を一列
に配列し、半導体サンプルの傾斜した研磨面に対し、等
間隔に移動し２探針間の抵抗を測定するものである。（
ソリッド、ステート、メジアーメント社ＡＳＲ− １
３ ０）第４図の半導体Ａの１は電気的絶縁層で、２は
シリコンで、３は角度研磨面を示し、αは角度で（イ）
の場合のｔａｎα＝ ０． ０ ５で４はＳＲ（拡がり
抵抗）測定器である。
リコン内の電気抵抗を測定するもので２本の探針を一列
に配列し、半導体サンプルの傾斜した研磨面に対し、等
間隔に移動し２探針間の抵抗を測定するものである。（
ソリッド、ステート、メジアーメント社ＡＳＲ− １
３ ０）第４図の半導体Ａの１は電気的絶縁層で、２は
シリコンで、３は角度研磨面を示し、αは角度で（イ）
の場合のｔａｎα＝ ０． ０ ５で４はＳＲ（拡がり
抵抗）測定器である。
（発明が解決しようとする課題）
前記ＳＲ法はウエハーより切りだしたチップを傾研磨し
、表面より研麿面に対して等間隔に探針し抵抗値を求め
、深さ方向に対しての抵抗分布を求め、分布を解折する
ことによりＰＮ接合の位置、エビ層の厚さを求めるもの
であるが、ウエハーの表面絶縁膜を生成するにば熱処理
や化学処理が必要で、そのために試料の作成をするのに
時間がかかり、更に絶縁膜１カ月ＯＯＯ人（０．１μｍ
）程度と厚く、又第４図（口）に示すように絶縁膜１と
シリコン２との境界層１ａ，が生じ、その境界がばつき
りしなく、更に前記角度研磨による倍率（＃×２０）で
換算すると針の送りステップ間隔２，５μｍに対して２
μｍとなり誤差が大きくなるという問題点がある。
、表面より研麿面に対して等間隔に探針し抵抗値を求め
、深さ方向に対しての抵抗分布を求め、分布を解折する
ことによりＰＮ接合の位置、エビ層の厚さを求めるもの
であるが、ウエハーの表面絶縁膜を生成するにば熱処理
や化学処理が必要で、そのために試料の作成をするのに
時間がかかり、更に絶縁膜１カ月ＯＯＯ人（０．１μｍ
）程度と厚く、又第４図（口）に示すように絶縁膜１と
シリコン２との境界層１ａ，が生じ、その境界がばつき
りしなく、更に前記角度研磨による倍率（＃×２０）で
換算すると針の送りステップ間隔２，５μｍに対して２
μｍとなり誤差が大きくなるという問題点がある。
本発明は半導体シリコンの不純物の測定方法に於で、絶
縁膜に関係なく正確にかつ迅速に測定出来る測定方法を
技術的課題とするものである。
縁膜に関係なく正確にかつ迅速に測定出来る測定方法を
技術的課題とするものである。
（課題を解決するための手段）
前記課題を解決するために講した技術的手段は次のとお
りである。すなわち、半導体の不純物の分布を二探針（
拡がり抵抗法）にて測定する場合に、前記半導体の表面
のＳｉＯｚ膜直下のＳｉとの界面あるいはこの３ｉ０２
膜を弗酸素にて除去したＳｉの地肌に、イオン注入装置
にて、半導体の表面にアルゴンを注入して電気的に不活
性なアモルファス状態の半導体よりなる極薄層の絶縁層
を形成せしめ、前記絶縁層に傾斜した研磨面を設け、前
記研磨面の表面よりシリコン層に対して二探針法にて抵
抗値を測定する半導体の不純物測定法である。
りである。すなわち、半導体の不純物の分布を二探針（
拡がり抵抗法）にて測定する場合に、前記半導体の表面
のＳｉＯｚ膜直下のＳｉとの界面あるいはこの３ｉ０２
膜を弗酸素にて除去したＳｉの地肌に、イオン注入装置
にて、半導体の表面にアルゴンを注入して電気的に不活
性なアモルファス状態の半導体よりなる極薄層の絶縁層
を形成せしめ、前記絶縁層に傾斜した研磨面を設け、前
記研磨面の表面よりシリコン層に対して二探針法にて抵
抗値を測定する半導体の不純物測定法である。
（作用）
半導体の表面のＳｉ○２を除去し、アルゴンを注入する
ことにより極薄膜層の電気的不活性なアモルファスシリ
コン層を形成することができる。
ことにより極薄膜層の電気的不活性なアモルファスシリ
コン層を形成することができる。
このアモルファスシリコン層とシリコン層との境界はハ
ッキリと区別されるために、このアモルファスシリコン
層を傾斜面に研磨して、二探針法にて、不純物を測定す
ることにより、不純物の計測が極めて容易にかつ正確に
測定できるものである。
ッキリと区別されるために、このアモルファスシリコン
層を傾斜面に研磨して、二探針法にて、不純物を測定す
ることにより、不純物の計測が極めて容易にかつ正確に
測定できるものである。
（実施例）
以下実施例について説明する。第１図に於で５は半導体
（シリコンウエハ）で表面のＳｉｎ．膜を弗酸等に除去
したものである。
（シリコンウエハ）で表面のＳｉｎ．膜を弗酸等に除去
したものである。
次にイオン注入装置（図示せず）にてシリコン・ウエハ
の極表面層５ａに真空雰囲気中にてアルゴンイオン６を
注入する。
の極表面層５ａに真空雰囲気中にてアルゴンイオン６を
注入する。
アルゴンイオンは電気的に中性で、１ａＡ ｒ ３ ９
９５に示す汎用ガスが取扱も容易である。
９５に示す汎用ガスが取扱も容易である。
アルゴンイオンの注入条件としては
（１）加速エネルギーは５ＫｅＶ （電圧）で行えば、
第３図に示すようにアルゴンイオンの投影飛程Ｒｐ（ピ
ーク付の距離）一０．００６μｍ、分敗△Ｒｐ＝０．Ｏ
Ｏ３μｍとなりＳＲの分解能△ＳＲ（ワンステノプの距
離）＝０．０５μｍ比ベース充分に小さくなる。
第３図に示すようにアルゴンイオンの投影飛程Ｒｐ（ピ
ーク付の距離）一０．００６μｍ、分敗△Ｒｐ＝０．Ｏ
Ｏ３μｍとなりＳＲの分解能△ＳＲ（ワンステノプの距
離）＝０．０５μｍ比ベース充分に小さくなる。
（２）ドーズ量は（Ｉ Ｘ １ ０ ′２１０ＮＳ／ｃ
ｍ２） Ｓ Ｒ法に用いるプローブ中が０．１韻である
ので充分アモルファス化が可能であり、 （３）ビーム電流は１〜１０ （μＡ）でウエハ１枚の
注入時間ｔ−１．６〜１６（ＳｅＣ）となり従来の電気
絶縁膜の製造から測定まで約１時間かかるものに比して
処理時間が極めて短いものである。
ｍ２） Ｓ Ｒ法に用いるプローブ中が０．１韻である
ので充分アモルファス化が可能であり、 （３）ビーム電流は１〜１０ （μＡ）でウエハ１枚の
注入時間ｔ−１．６〜１６（ＳｅＣ）となり従来の電気
絶縁膜の製造から測定まで約１時間かかるものに比して
処理時間が極めて短いものである。
以上の条件でアルゴンイオンを打込んだ場合第３図に示
すようにシリコン・ウエハーの０．０１μｍの極薄層に
アモルファスシリコンの電気的な不活性な部分が形成さ
れるため、傾斜した研磨面を第２図（口）に示すよう形
成し２探針法に測定する場合アモルファスシリコンとシ
リコンの境界がハソキリと区別され、アルゴンイオンの
シリコン中での投影飛程Ｒｐ＝０．００６μｍ、△Ｒ
ｐ ＝ ０．００３となり、角度研磨による深さ方向の
倍率〔×２０〕で換算するとＯ． Ｏ Ｏ ９μｍｘ２
０＝０１１８μｍとなり従来に比べて１／１０の精度が
得られ、又送りステップ２．５μｍに比べれば充分深さ
方向に対する基準点となるものである。
すようにシリコン・ウエハーの０．０１μｍの極薄層に
アモルファスシリコンの電気的な不活性な部分が形成さ
れるため、傾斜した研磨面を第２図（口）に示すよう形
成し２探針法に測定する場合アモルファスシリコンとシ
リコンの境界がハソキリと区別され、アルゴンイオンの
シリコン中での投影飛程Ｒｐ＝０．００６μｍ、△Ｒ
ｐ ＝ ０．００３となり、角度研磨による深さ方向の
倍率〔×２０〕で換算するとＯ． Ｏ Ｏ ９μｍｘ２
０＝０１１８μｍとなり従来に比べて１／１０の精度が
得られ、又送りステップ２．５μｍに比べれば充分深さ
方向に対する基準点となるものである。
本発明の次の効果を有する。すなわち、本来のザンプル
表面に直接アモルファス化するため、基準面がサンプル
の表面状態より悪化することが無く、表面に膜を生成す
る方法では反応時のムラにより基準面がサンプル表面以
上に乱れる恐れがあり、本実施例の測定方法は迅速でか
つ正確である。
表面に直接アモルファス化するため、基準面がサンプル
の表面状態より悪化することが無く、表面に膜を生成す
る方法では反応時のムラにより基準面がサンプル表面以
上に乱れる恐れがあり、本実施例の測定方法は迅速でか
つ正確である。
第２図（イ）は 実施例の半導体の傾斜面の説明、第２
図（口）は要部の拡大説明図、第３図はアルゴンイオン
濃度とシリコンの深さとの関係を示す図第４Ｅ（イ）は
従来技術で２探針法の説明図第４図（口）は前記（イ）
第４図の説明図である。 ２，５・・・シリコン ３・・・傾斜面， ４・・・二探針法， ６・・・アルゴンイオン， ７・ ・ ・極薄層。
図（口）は要部の拡大説明図、第３図はアルゴンイオン
濃度とシリコンの深さとの関係を示す図第４Ｅ（イ）は
従来技術で２探針法の説明図第４図（口）は前記（イ）
第４図の説明図である。 ２，５・・・シリコン ３・・・傾斜面， ４・・・二探針法， ６・・・アルゴンイオン， ７・ ・ ・極薄層。
Claims (1)
- （１）半導体の不純物の分布を二探針法にして測定する
場合に、前記半導体の表面のシリコン酸化膜直下のシリ
コンの界面あるいは、このシリコン酸化膜を弗酸等にて
除去したシリコンの地肌に、イオン注入装置にて半導体
の表面にアルゴンを注入して電気的に不活性なアモルフ
ァス状態の半導体よりなる極薄層の絶縁層を形成せしめ
、前記絶縁層に傾斜した研磨面を設け、前記研磨面の表
面よりシリコン層に対して二探針法にて抵抗値を測定す
る半導体の不純物測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5906689A JPH02238646A (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 半導体不純物の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5906689A JPH02238646A (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 半導体不純物の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02238646A true JPH02238646A (ja) | 1990-09-20 |
Family
ID=13102603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5906689A Pending JPH02238646A (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 半導体不純物の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02238646A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006165262A (ja) * | 2004-12-07 | 2006-06-22 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Ｓｏｉ層の拡がり抵抗測定方法、ｓｏｉチップおよびｓｏｉ基板 |
| JP2006203151A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-08-03 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 半導体素子の濃度評価方法 |
| JP2007073633A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 半導体素子の形成方法、半導体素子の濃度評価方法、および半導体素子の濃度評価装置 |
-
1989
- 1989-03-10 JP JP5906689A patent/JPH02238646A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006165262A (ja) * | 2004-12-07 | 2006-06-22 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Ｓｏｉ層の拡がり抵抗測定方法、ｓｏｉチップおよびｓｏｉ基板 |
| JP2006203151A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-08-03 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 半導体素子の濃度評価方法 |
| JP2007073633A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 半導体素子の形成方法、半導体素子の濃度評価方法、および半導体素子の濃度評価装置 |
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