JPH0766259A - 半導体層の評価方法 - Google Patents
半導体層の評価方法Info
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- JPH0766259A JPH0766259A JP21545493A JP21545493A JPH0766259A JP H0766259 A JPH0766259 A JP H0766259A JP 21545493 A JP21545493 A JP 21545493A JP 21545493 A JP21545493 A JP 21545493A JP H0766259 A JPH0766259 A JP H0766259A
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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- G01R31/2648—Characterising semiconductor materials
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- H01L22/14—Measuring as part of the manufacturing process for electrical parameters, e.g. resistance, deep-levels, CV, diffusions by electrical means
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体層の全体の層厚を用いることなく、ホ
ール測定法に基づいて、半導体層のキャリア濃度及び易
動度の，深さ方向プロファイルを導出できる半導体層の
評価方法を得る。 【構成】 ホール測定法に基づいて半導体層１の単位厚
み当たりの，比抵抗とホール定数を算出する第１の工程
と、該半導体層１の表層部を所定厚み除去する第２の工
程とを繰り返し実行し、該繰り返し実行により順次算出
して得られる，複数の比抵抗及びホール定数と、順次除
去される複数の表層部の各々の厚み（ｄs，ｄs ′）と
により、該順次除去れた複数の表層部の各々のキャリア
濃度と易動度を導出する。
ール測定法に基づいて、半導体層のキャリア濃度及び易
動度の，深さ方向プロファイルを導出できる半導体層の
評価方法を得る。 【構成】 ホール測定法に基づいて半導体層１の単位厚
み当たりの，比抵抗とホール定数を算出する第１の工程
と、該半導体層１の表層部を所定厚み除去する第２の工
程とを繰り返し実行し、該繰り返し実行により順次算出
して得られる，複数の比抵抗及びホール定数と、順次除
去される複数の表層部の各々の厚み（ｄs，ｄs ′）と
により、該順次除去れた複数の表層部の各々のキャリア
濃度と易動度を導出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体層の評価方法に
関し、特に、半導体層中のキャリア濃度及び易動度の，
深さ方向プロファイルを測定して、該半導体層の評価を
行う，半導体層の評価方法に関するものである。
関し、特に、半導体層中のキャリア濃度及び易動度の，
深さ方向プロファイルを測定して、該半導体層の評価を
行う，半導体層の評価方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体層のキリャア濃度ｎ及び易動度μ
は、半導体装置の性能に影響を与える重要な要因であ
る。そこで、従来、 L.J.van der PAUW は、 Philips R
es. Repts 13, 1-9,1958ににおいて、半導体層のホール
定数Ｒと比抵抗ρ（電気伝導率σ）を簡単に測定できる
ホール測定法を提案し、この測定されたホール定数Ｒと
比抵抗ρから、半導体層のキリャア濃度ｎ及び易動度μ
を導出して、該半導体層の評価を行っている。
は、半導体装置の性能に影響を与える重要な要因であ
る。そこで、従来、 L.J.van der PAUW は、 Philips R
es. Repts 13, 1-9,1958ににおいて、半導体層のホール
定数Ｒと比抵抗ρ（電気伝導率σ）を簡単に測定できる
ホール測定法を提案し、この測定されたホール定数Ｒと
比抵抗ρから、半導体層のキリャア濃度ｎ及び易動度μ
を導出して、該半導体層の評価を行っている。
【０００３】図３は上記 L.J.van der PAUW が提案した
ホール測定法を説明するための図であり、図において、
１は測定用の半導体層で、その上下面が正方形からなる
四角柱状の形状を有している。また、３〜６は半導体層
１の上面の四隅の角部に形成された電極で、これらは、
２組の電極対（電極３と電極５，電極４と電極６）の各
々の電極間を結ぶ直線が、該上面上で直交するように配
置されている。また、ｄは半導体層１の厚みである。
ホール測定法を説明するための図であり、図において、
１は測定用の半導体層で、その上下面が正方形からなる
四角柱状の形状を有している。また、３〜６は半導体層
１の上面の四隅の角部に形成された電極で、これらは、
２組の電極対（電極３と電極５，電極４と電極６）の各
々の電極間を結ぶ直線が、該上面上で直交するように配
置されている。また、ｄは半導体層１の厚みである。
【０００４】尚、ここでは、半導体層１の形状が、その
上下面が正方形からなる四角柱状であるので、その上面
の四隅の角部毎に電極を形成したが、半導体層１の形状
が、その上下面が他の多角形からなる角柱状や、円柱状
である場合は、その上面上で、２組の電極対（電極３と
電極５，電極４と電極６）の各々の電極間を結ぶ直線が
直交するように、該上面の周囲縁部に電極を形成する。
上下面が正方形からなる四角柱状であるので、その上面
の四隅の角部毎に電極を形成したが、半導体層１の形状
が、その上下面が他の多角形からなる角柱状や、円柱状
である場合は、その上面上で、２組の電極対（電極３と
電極５，電極４と電極６）の各々の電極間を結ぶ直線が
直交するように、該上面の周囲縁部に電極を形成する。
【０００５】以下、この図に基づいて上記ホール測定法
を説明する。先ず、半導体層１の上面に形成された４つ
の電極３〜６の内の相対向する電極対毎（電極３と電極
５，電極４と電極６）に所定電圧を印加して、各電極対
毎に抵抗値ｒa とｒb を求め、これを下記式(3) に代入
して、半導体層１の比抵抗ρを求める。
を説明する。先ず、半導体層１の上面に形成された４つ
の電極３〜６の内の相対向する電極対毎（電極３と電極
５，電極４と電極６）に所定電圧を印加して、各電極対
毎に抵抗値ｒa とｒb を求め、これを下記式(3) に代入
して、半導体層１の比抵抗ρを求める。
【０００６】
【数５】
【０００７】上記式(3) において、πは円周率，ｆ(r)
は実測された抵抗値ｒa ，ｒb を半導体層１の形状に応
じて補正するためのバランスファクタ（半導体層１の形
状から計算機によって計算される。）である。
は実測された抵抗値ｒa ，ｒb を半導体層１の形状に応
じて補正するためのバランスファクタ（半導体層１の形
状から計算機によって計算される。）である。
【０００８】次に、半導体層１の上面に対して垂直方向
から、該半導体層１へ磁場強度Ｈの磁場を印加し、この
状態で、一方の電極対（例えば電極６と電極４間）に規
定電流を流し、他方の電極対（例えば電極３と電極５
間）に生じる起電力を測定する。ここで、上記得られる
起電力は、規定電流を１Ａにした場合に換算し、これを
起電力Ａとする。そして、この起電力Ａを下記式(4) に
代入して、半導体層１のホール定数Ｒを求める。
から、該半導体層１へ磁場強度Ｈの磁場を印加し、この
状態で、一方の電極対（例えば電極６と電極４間）に規
定電流を流し、他方の電極対（例えば電極３と電極５
間）に生じる起電力を測定する。ここで、上記得られる
起電力は、規定電流を１Ａにした場合に換算し、これを
起電力Ａとする。そして、この起電力Ａを下記式(4) に
代入して、半導体層１のホール定数Ｒを求める。
【０００９】
【数６】
【００１０】上記式(4) において、Ｈは磁場強度，Ａは
換算後のホール起電力，１０8 は磁場単位換算係数であ
る。そして、一般に、キャリア濃度ｎと易動度μはそれ
ぞれ下記式(5) ，(6) で表わされるので、上記測定され
た測定用サンプル１のホール定数Ｒと比抵抗ρを式(5)
，(6) に代入することにより、半導体層１のキャリア
濃度ｎと易動度μを求めることができる。
換算後のホール起電力，１０8 は磁場単位換算係数であ
る。そして、一般に、キャリア濃度ｎと易動度μはそれ
ぞれ下記式(5) ，(6) で表わされるので、上記測定され
た測定用サンプル１のホール定数Ｒと比抵抗ρを式(5)
，(6) に代入することにより、半導体層１のキャリア
濃度ｎと易動度μを求めることができる。
【００１１】
【数７】
【００１２】
【数８】
【００１３】上記式(5) において、ｅは電荷量である。
一方、R.L.Petritz は、hysical Review 110, 1254 (19
58) において、半導体層１を図４に示すようなその上部
層１ａと下部層１ｂの積層体と考え、半導体層１のホー
ル定数と比抵抗をＲ，ρ、上部層１ａのホール定数と比
抵抗をＲs ，ρs 、下部層１ｂのホール定数と比抵抗を
Ｒb ，ρb とすると、半導体層１のホール定数Ｒと比抵
抗ρが、それぞれ下記式(7) ，(8) によって表されるこ
とを証明している。
一方、R.L.Petritz は、hysical Review 110, 1254 (19
58) において、半導体層１を図４に示すようなその上部
層１ａと下部層１ｂの積層体と考え、半導体層１のホー
ル定数と比抵抗をＲ，ρ、上部層１ａのホール定数と比
抵抗をＲs ，ρs 、下部層１ｂのホール定数と比抵抗を
Ｒb ，ρb とすると、半導体層１のホール定数Ｒと比抵
抗ρが、それぞれ下記式(7) ，(8) によって表されるこ
とを証明している。
【００１４】
【数９】
【００１５】
【数１０】
【００１６】ところで、半導体層のキャリア濃度と易動
度は、通常、その内部において均一でなく，分布を生じ
ている。従って、より高性能な半導体装置を開発するた
めには、半導体層のトータルなキャリア濃度及び易動度
だけでなく、半導体層中におけるキャリア濃度及び易動
度の，分布を知る必要がある。そこで、従来より、上述
の L.J.van der PAUW が提案したホール測定法と、R.L.
Petritz によって証明された，上記式(7) ，(8) の関係
式を利用して、所要の製造工程により所要の導電型に製
造された半導体層のキャリア濃度及び易動度の，深さ方
向プロファイルを測定し、該製造された半導体層の評価
を行っている。
度は、通常、その内部において均一でなく，分布を生じ
ている。従って、より高性能な半導体装置を開発するた
めには、半導体層のトータルなキャリア濃度及び易動度
だけでなく、半導体層中におけるキャリア濃度及び易動
度の，分布を知る必要がある。そこで、従来より、上述
の L.J.van der PAUW が提案したホール測定法と、R.L.
Petritz によって証明された，上記式(7) ，(8) の関係
式を利用して、所要の製造工程により所要の導電型に製
造された半導体層のキャリア濃度及び易動度の，深さ方
向プロファイルを測定し、該製造された半導体層の評価
を行っている。
【００１７】図１は、上記半導体層のキャリア濃度及び
易動度の，深さ方向プロファイルの測定方法を説明する
ための図であり、図において、図１と同一符号は同一ま
たは相当する部分を示している。尚、ここで、半導体層
１は側面図で示されているが、該半導体層１の上面には
上記と同様にその四隅の角部に電極３〜６が形成されて
いる。
易動度の，深さ方向プロファイルの測定方法を説明する
ための図であり、図において、図１と同一符号は同一ま
たは相当する部分を示している。尚、ここで、半導体層
１は側面図で示されているが、該半導体層１の上面には
上記と同様にその四隅の角部に電極３〜６が形成されて
いる。
【００１８】以下、この図に基づいて該測定方法を詳し
く説明する。まず、図１(a) に示すように、上記説明し
たホール測定法により、厚みｄからなる半導体層１の比
抵抗ρ及びホール定数Ｒを求める。
く説明する。まず、図１(a) に示すように、上記説明し
たホール測定法により、厚みｄからなる半導体層１の比
抵抗ρ及びホール定数Ｒを求める。
【００１９】次に、図１(b) に示すように、半導体層１
の表層部をエッチングにより所定厚みｄs 分だけ除去
し、この状態で、上記と同様にして、ホール測定法によ
り実質的な厚みがｄb となった半導体層１Ａの比抵抗ρ
b 及びホール定数Ｒb を求める。
の表層部をエッチングにより所定厚みｄs 分だけ除去
し、この状態で、上記と同様にして、ホール測定法によ
り実質的な厚みがｄb となった半導体層１Ａの比抵抗ρ
b 及びホール定数Ｒb を求める。
【００２０】次に、上記その厚みがｄの半導体層１の比
抵抗ρとホール定数Ｒ，及び，上記その厚みがｄb の半
導体層１Ａの比抵抗ρb とホール定数Ｒb を、上記式
(7) ，(8) に代入して、上記エッチング除去された厚み
がｄs からなる半導体層の比抵抗ρs とホール定数Ｒs
を算出し、この比抵抗ρs とホール定数Ｒs を上記式
(5) ，(6) に当てはめることにより、上記エッチング除
去された厚みがｄs の半導体層のキャリア濃度ｎs ，易
動度μs を求める。
抵抗ρとホール定数Ｒ，及び，上記その厚みがｄb の半
導体層１Ａの比抵抗ρb とホール定数Ｒb を、上記式
(7) ，(8) に代入して、上記エッチング除去された厚み
がｄs からなる半導体層の比抵抗ρs とホール定数Ｒs
を算出し、この比抵抗ρs とホール定数Ｒs を上記式
(5) ，(6) に当てはめることにより、上記エッチング除
去された厚みがｄs の半導体層のキャリア濃度ｎs ，易
動度μs を求める。
【００２１】そして、この後、図１(c) に示すように実
質的な厚みがｄb となった半導体層１Ａの最上層部をエ
ッチングにより所定厚みｄs ′分だけ除去し、この状態
で、ホール測定法により実質的な厚みがｄb ′となった
半導体層１Ｂの比抵抗ρb ′及びホール定数Ｒb ′を求
め、これと、上記厚みがｄb の半導体層１Ａの比抵抗ρ
b とホール定数Ｒb とを用いて、上記と同様にして、層
みｄs ′からなる半導体層のキャリア濃度ｎs ′，易動
度μs ′を求める。
質的な厚みがｄb となった半導体層１Ａの最上層部をエ
ッチングにより所定厚みｄs ′分だけ除去し、この状態
で、ホール測定法により実質的な厚みがｄb ′となった
半導体層１Ｂの比抵抗ρb ′及びホール定数Ｒb ′を求
め、これと、上記厚みがｄb の半導体層１Ａの比抵抗ρ
b とホール定数Ｒb とを用いて、上記と同様にして、層
みｄs ′からなる半導体層のキャリア濃度ｎs ′，易動
度μs ′を求める。
【００２２】以下、同様の作業を繰り返すことにより、
半導体層のその上面から所定距離だけ順次深くなってい
く領域毎のキャリア濃度と易動度を知ることができ、半
導体層のキャリア濃度及び易動度の，深さ方向プロファ
イルを求めることができる。
半導体層のその上面から所定距離だけ順次深くなってい
く領域毎のキャリア濃度と易動度を知ることができ、半
導体層のキャリア濃度及び易動度の，深さ方向プロファ
イルを求めることができる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】従来のホール測定法を
用いて、半導体層のキャリア濃度及び易動度の，深さ方
向プロファイルを測定して、該半導体層の評価を行う評
価方法は、以上のようにして行われており、半導体層の
電気特性の測定と計算のみで評価が行えることから評価
限界がなく、また、不純物イオンの活性化率も無視でき
るという利点を有している。しかるに、このホール測定
法を用いた半導体層の評価方法は以下に記す問題点を有
している。
用いて、半導体層のキャリア濃度及び易動度の，深さ方
向プロファイルを測定して、該半導体層の評価を行う評
価方法は、以上のようにして行われており、半導体層の
電気特性の測定と計算のみで評価が行えることから評価
限界がなく、また、不純物イオンの活性化率も無視でき
るという利点を有している。しかるに、このホール測定
法を用いた半導体層の評価方法は以下に記す問題点を有
している。
【００２４】即ち、例えば、図５に示すように、半絶縁
性のＣｄＴｅ基板１０上に、所要導電型のＣｄx Ｈｇ1-
x Ｔｅ層１１（ｘは所定の値）をエピタキシャル成長さ
せた場合、該Ｃｄx Ｈｇ1-x Ｔｅ層１１の基板に接する
側には、該Ｃｄx Ｈｇ1-x Ｔｅ層１１とは結晶組成が異
なる（Ｃｄの組成が過剰に多くなる）相互拡散層１１ｂ
が形成され、実質的な所定の組成比ｘからなるＣｄx Ｈ
ｇ1-x Ｔｅ層は、該相互拡散層１１ｂの上層部１１ａに
なる。従って、上記従来の方法によりこのＣｄx Ｈｇ1-
x Ｔｅ層１１ａのキャリア濃度及び易動度の，深さ方向
プロファイルを測定する場合、上述した測定すべき半導
体層の全体の層厚ｄは、正確にはＣｄxＨｇ1-x Ｔｅ層
１１ａの層厚ｄ1 になるが、形成される相互拡散層１１
ｂの層厚ｄ2 を正確に知ることが困難なため、実際はこ
の測定すべき半導体層の全体の層厚ｄを、成長させたＣ
ｄx Ｈｇ1-x Ｔｅ層１１の全体の層厚ｄ3 で代用した
り、また、上記Ｃｄx Ｈｇ1-x Ｔｅ層１１の全体の層厚
ｄ3 から、正確な相互拡散層１１ｂの層厚ｄ2 ではな
く、経験的に予測した上記相互拡散層１１ｂの層厚ｄ
2′を差し引いた層厚（ｄ3 −ｄ2 ′）で代用してい
た。このため、従来の評価方法は、必ずしも精度の高い
評価を行っているとは言えないという問題点があった。
性のＣｄＴｅ基板１０上に、所要導電型のＣｄx Ｈｇ1-
x Ｔｅ層１１（ｘは所定の値）をエピタキシャル成長さ
せた場合、該Ｃｄx Ｈｇ1-x Ｔｅ層１１の基板に接する
側には、該Ｃｄx Ｈｇ1-x Ｔｅ層１１とは結晶組成が異
なる（Ｃｄの組成が過剰に多くなる）相互拡散層１１ｂ
が形成され、実質的な所定の組成比ｘからなるＣｄx Ｈ
ｇ1-x Ｔｅ層は、該相互拡散層１１ｂの上層部１１ａに
なる。従って、上記従来の方法によりこのＣｄx Ｈｇ1-
x Ｔｅ層１１ａのキャリア濃度及び易動度の，深さ方向
プロファイルを測定する場合、上述した測定すべき半導
体層の全体の層厚ｄは、正確にはＣｄxＨｇ1-x Ｔｅ層
１１ａの層厚ｄ1 になるが、形成される相互拡散層１１
ｂの層厚ｄ2 を正確に知ることが困難なため、実際はこ
の測定すべき半導体層の全体の層厚ｄを、成長させたＣ
ｄx Ｈｇ1-x Ｔｅ層１１の全体の層厚ｄ3 で代用した
り、また、上記Ｃｄx Ｈｇ1-x Ｔｅ層１１の全体の層厚
ｄ3 から、正確な相互拡散層１１ｂの層厚ｄ2 ではな
く、経験的に予測した上記相互拡散層１１ｂの層厚ｄ
2′を差し引いた層厚（ｄ3 −ｄ2 ′）で代用してい
た。このため、従来の評価方法は、必ずしも精度の高い
評価を行っているとは言えないという問題点があった。
【００２５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためなされたもので、半導体層の全体の層厚を用いるこ
となく、半導体層のキャリア濃度及び易動度の，深さ方
向プロファイルを知ることのできる，評価精度の高い半
導体層の評価方法を得ることを目的とするものである。
ためなされたもので、半導体層の全体の層厚を用いるこ
となく、半導体層のキャリア濃度及び易動度の，深さ方
向プロファイルを知ることのできる，評価精度の高い半
導体層の評価方法を得ることを目的とするものである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
層の評価方法は、ホール測定法に基づいて、半導体層の
単位厚み当たりの比抵抗Ｘ及びホール定数Ｙを算出する
第１の工程と、該半導体層の表層部を所定厚み除去する
第２の工程とを、繰り返し実行し、該繰り返し実行によ
って順次算出された上記比抵抗Ｘ及びホール定数Ｙを、
下記式(1) ，(2) にそれぞれ代入して、上記繰り返しの
各実行によって順次除去された，上記半導体層を構成す
る複数の所定厚みの半導体層の各々について、その単位
厚み当たりの比抵抗Ｘ′及びホール定数Ｙ′を算出し、
これら算出された複数の単位厚み当たりの比抵抗Ｘ′及
びホール定数Ｙ′と、上記各実行によって除去された上
記複数の所定厚みの半導体層の各々の厚みとを用いて、
該複数の半導体層の各々についてそのキャリア濃度及び
易動度を導出するようにしたものである。
層の評価方法は、ホール測定法に基づいて、半導体層の
単位厚み当たりの比抵抗Ｘ及びホール定数Ｙを算出する
第１の工程と、該半導体層の表層部を所定厚み除去する
第２の工程とを、繰り返し実行し、該繰り返し実行によ
って順次算出された上記比抵抗Ｘ及びホール定数Ｙを、
下記式(1) ，(2) にそれぞれ代入して、上記繰り返しの
各実行によって順次除去された，上記半導体層を構成す
る複数の所定厚みの半導体層の各々について、その単位
厚み当たりの比抵抗Ｘ′及びホール定数Ｙ′を算出し、
これら算出された複数の単位厚み当たりの比抵抗Ｘ′及
びホール定数Ｙ′と、上記各実行によって除去された上
記複数の所定厚みの半導体層の各々の厚みとを用いて、
該複数の半導体層の各々についてそのキャリア濃度及び
易動度を導出するようにしたものである。
【００２７】
【数１１】
【００２８】
【数１２】
【００２９】上記式(1) ，(2) において、Ｘ1 ，Ｘ2 は
上記算出された複数の単位厚み当たりの比抵抗Ｘにおけ
る、連続する２つの算出値のうちの先に算出されたも
の，後に算出されたものをそれぞれ表し、Ｙ1 ，Ｙ2 は
上記算出された複数の単位厚み当たりのホール定数Ｙに
おける、連続する２つの算出値のうちの先に算出された
もの，後に算出されたものをそれぞれ表す。
上記算出された複数の単位厚み当たりの比抵抗Ｘにおけ
る、連続する２つの算出値のうちの先に算出されたも
の，後に算出されたものをそれぞれ表し、Ｙ1 ，Ｙ2 は
上記算出された複数の単位厚み当たりのホール定数Ｙに
おける、連続する２つの算出値のうちの先に算出された
もの，後に算出されたものをそれぞれ表す。
【００３０】更に、この発明にかかる半導体層の評価方
法は、ホール測定法に基づいて、半導体層の単位厚み当
たりの比抵抗Ｘ及びホール定数Ｙを算出する第１の工程
を行った後、該半導体層の表層部を所定厚み酸化し、該
半導体層の単位厚み当たりの比抵抗Ｘ及びホール定数Ｙ
を算出する第２の工程と、該第２の工程によって形成さ
れた酸化膜を除去する第３の工程とを、繰り返し実行
し、上記第１の工程，及び上記第２，第３工程の繰り返
し実行によって順次算出された，上記比抵抗Ｘと上記ホ
ール定数Ｙを、下記式(1) ，(2) にそれぞれ代入して、
上記繰り返しの各実行によって順次酸化された，複数の
酸化領域の各々について、その酸化される前の状態にお
ける単位厚み当たりの比抵抗Ｘ′及びホール定数Ｙ′を
算出し、これら算出された複数の比抵抗Ｘ′及びホール
定数Ｙ′と、上記各実行によって酸化された上記複数の
酸化領域の各領域毎の厚みとを用いて、該複数の酸化領
域の各々毎の，その酸化される前の状態におけるキャリ
ア濃度及び易動度を導出するようにしたものである。
法は、ホール測定法に基づいて、半導体層の単位厚み当
たりの比抵抗Ｘ及びホール定数Ｙを算出する第１の工程
を行った後、該半導体層の表層部を所定厚み酸化し、該
半導体層の単位厚み当たりの比抵抗Ｘ及びホール定数Ｙ
を算出する第２の工程と、該第２の工程によって形成さ
れた酸化膜を除去する第３の工程とを、繰り返し実行
し、上記第１の工程，及び上記第２，第３工程の繰り返
し実行によって順次算出された，上記比抵抗Ｘと上記ホ
ール定数Ｙを、下記式(1) ，(2) にそれぞれ代入して、
上記繰り返しの各実行によって順次酸化された，複数の
酸化領域の各々について、その酸化される前の状態にお
ける単位厚み当たりの比抵抗Ｘ′及びホール定数Ｙ′を
算出し、これら算出された複数の比抵抗Ｘ′及びホール
定数Ｙ′と、上記各実行によって酸化された上記複数の
酸化領域の各領域毎の厚みとを用いて、該複数の酸化領
域の各々毎の，その酸化される前の状態におけるキャリ
ア濃度及び易動度を導出するようにしたものである。
【００３１】
【数１３】
【００３２】
【数１４】
【００３３】上記式(1) ，(2) において、Ｘ1 ，Ｘ2 は
上記算出された複数の単位厚み当たりの比抵抗Ｘにおけ
る、連続する２つの算出値のうちの先に算出されたも
の，後に算出されたものをそれぞれ表し、Ｙ1 ，Ｙ2 は
上記算出された複数の単位厚み当たりのホール定数Ｙに
おける、連続する２つの算出値のうちの先に算出された
もの，後に算出されたものをそれぞれ表す。
上記算出された複数の単位厚み当たりの比抵抗Ｘにおけ
る、連続する２つの算出値のうちの先に算出されたも
の，後に算出されたものをそれぞれ表し、Ｙ1 ，Ｙ2 は
上記算出された複数の単位厚み当たりのホール定数Ｙに
おける、連続する２つの算出値のうちの先に算出された
もの，後に算出されたものをそれぞれ表す。
【００３４】
【作用】この発明においては、上記のように構成したの
で、正確な値として知ることができない，半導体層の全
体の層厚を用いることなく、該半導体層の順次除去され
ていく所定厚みの表層部毎の，キャリア濃度と易動度を
導出することができ、信頼性の高いキャリア濃度及び易
動度の，深さ方向プロファイルを得ることができる。
で、正確な値として知ることができない，半導体層の全
体の層厚を用いることなく、該半導体層の順次除去され
ていく所定厚みの表層部毎の，キャリア濃度と易動度を
導出することができ、信頼性の高いキャリア濃度及び易
動度の，深さ方向プロファイルを得ることができる。
【００３５】更に、この発明においては、上記のように
構成したので、半導体層の露出面に生ずるダングリング
ボンドの影響を受けることなく、該半導体層の順次除去
されていく所定厚みの表層部毎の，キャリア濃度と易動
度を求めることができ、より一層信頼性の高いキャリア
濃度及び易動度の，深さ方向プロファイルを得ることが
できる。
構成したので、半導体層の露出面に生ずるダングリング
ボンドの影響を受けることなく、該半導体層の順次除去
されていく所定厚みの表層部毎の，キャリア濃度と易動
度を求めることができ、より一層信頼性の高いキャリア
濃度及び易動度の，深さ方向プロファイルを得ることが
できる。
【００３６】
【実施例】実施例１．以下、本発明の実施例１による半
導体層の評価方法における，半導体層のキャリア濃度及
び易動度の，深さ方向プロファイルの測定工程につい
て、図１，図３を参照して説明する。まず、前述の一般
式(3) ，(4) を下記式(9) ，(10)に変形し、一般式(7)
，(8) を下記式(11)，(12)に変形しておく。
導体層の評価方法における，半導体層のキャリア濃度及
び易動度の，深さ方向プロファイルの測定工程につい
て、図１，図３を参照して説明する。まず、前述の一般
式(3) ，(4) を下記式(9) ，(10)に変形し、一般式(7)
，(8) を下記式(11)，(12)に変形しておく。
【００３７】
【数１５】
【００３８】
【数１６】
【００３９】
【数１７】
【００４０】
【数１８】
【００４１】そしてまず、従来と同様にして、測定すべ
き半導体層１の縁部に、相対向する２つの電極からなる
２組の電極対（電極３と電極５，電極４と電極６）を、
各々の電極対の電極間を結ぶ直線が、該上面上で直交す
るように形成する（図３参照）。ここで、半導体層１は
その上下面が正方形からなる四角柱の形状であり、上面
の４隅の角部に電極３〜６が形成されている。
き半導体層１の縁部に、相対向する２つの電極からなる
２組の電極対（電極３と電極５，電極４と電極６）を、
各々の電極対の電極間を結ぶ直線が、該上面上で直交す
るように形成する（図３参照）。ここで、半導体層１は
その上下面が正方形からなる四角柱の形状であり、上面
の４隅の角部に電極３〜６が形成されている。
【００４２】次に、従来と同様にして、図１(a) に示す
ように、上記２組の電極対の各電極対毎に所定電圧を印
加し、各電極対毎に抵抗値ｒa ，ｒb を測定し、更に、
一方の組の電極対に規定電流を流し、他方の組の電極対
で生じる起電力Ａを測定し、これら測定値を式(9) ，(1
0)に代入して、上記半導体層１の単位厚み当たりの比抵
抗（ρ／ｄ）及びホール定数（Ｒ／ｄ）を算出する。
ように、上記２組の電極対の各電極対毎に所定電圧を印
加し、各電極対毎に抵抗値ｒa ，ｒb を測定し、更に、
一方の組の電極対に規定電流を流し、他方の組の電極対
で生じる起電力Ａを測定し、これら測定値を式(9) ，(1
0)に代入して、上記半導体層１の単位厚み当たりの比抵
抗（ρ／ｄ）及びホール定数（Ｒ／ｄ）を算出する。
【００４３】次に、従来と同様にして、図１(b) に示す
ように、半導体層１の表層部を所定のエッチング方法で
所定厚みｄs だけエッチング除去し、この状態で、上記
と同様にして、各電極対毎の抵抗値ｒa ，ｒb ，及び起
電力Ａを測定し、これらの測定値を式(9) ，(10)に代入
して、上記半導体層１Ａの単位厚み当たりの，比抵抗
（ρb ／ｄb ）及びホール定数（Ｒb ／ｄb ）を算出す
る。
ように、半導体層１の表層部を所定のエッチング方法で
所定厚みｄs だけエッチング除去し、この状態で、上記
と同様にして、各電極対毎の抵抗値ｒa ，ｒb ，及び起
電力Ａを測定し、これらの測定値を式(9) ，(10)に代入
して、上記半導体層１Ａの単位厚み当たりの，比抵抗
（ρb ／ｄb ）及びホール定数（Ｒb ／ｄb ）を算出す
る。
【００４４】次に、上記得られた半導体層１の単位厚み
当たりの比抵抗（ρ／ｄ）及びホール定数（Ｒ／ｄ）
と、半導体層１Ａの単位厚み当たりの比抵抗（ρb ／ｄ
b ）及びホール定数（Ｒb ／ｄb ）を、式(11)，(12)に
代入して、上記エッチング除去された厚みがｄs の半導
体層の単位厚み当たりの比抵抗（ρs ／ｄs ）及びホー
ル定数（Ｒs ／ｄs ）を算出する。そして、この上記エ
ッチング除去された厚みがｄs の半導体層の単位厚み当
たりの比抵抗（ρs ／ｄs ）及びホール定数（Ｒs ／ｄ
s ）に、上記エッチングで除去した所定厚みｄs を乗算
して、上記エッチング除去された，厚みがｄs の半導体
層の，比抵抗ρs とホール定数Ｒs を算出し、これらを
前記式(5) (6) に代入して、上記エッチング除去された
厚みがｄsの半導体層の，キャリア濃度ｎs 及び易動度
μs を求める。
当たりの比抵抗（ρ／ｄ）及びホール定数（Ｒ／ｄ）
と、半導体層１Ａの単位厚み当たりの比抵抗（ρb ／ｄ
b ）及びホール定数（Ｒb ／ｄb ）を、式(11)，(12)に
代入して、上記エッチング除去された厚みがｄs の半導
体層の単位厚み当たりの比抵抗（ρs ／ｄs ）及びホー
ル定数（Ｒs ／ｄs ）を算出する。そして、この上記エ
ッチング除去された厚みがｄs の半導体層の単位厚み当
たりの比抵抗（ρs ／ｄs ）及びホール定数（Ｒs ／ｄ
s ）に、上記エッチングで除去した所定厚みｄs を乗算
して、上記エッチング除去された，厚みがｄs の半導体
層の，比抵抗ρs とホール定数Ｒs を算出し、これらを
前記式(5) (6) に代入して、上記エッチング除去された
厚みがｄsの半導体層の，キャリア濃度ｎs 及び易動度
μs を求める。
【００４５】そして、この後、上記と同様の工程を繰り
返し行い、エッチングによって順次除去される，複数の
所定厚みの半導体層の各々毎のキャリア濃度と易動度を
求め、半導体層１のキャリア濃度及び易動度の，深さ方
向プロファイルを得る。
返し行い、エッチングによって順次除去される，複数の
所定厚みの半導体層の各々毎のキャリア濃度と易動度を
求め、半導体層１のキャリア濃度及び易動度の，深さ方
向プロファイルを得る。
【００４６】以上の説明により、上記工程の繰り返しに
より順次算出される半導体層の単位厚み当たりの比抵抗
及びホール定数を、それぞれＸ，Ｙと置き、上記工程の
繰り返しにより順次除去される所定厚みの半導体層（表
層部）の単位厚み当たりの比抵抗及びホール定数をそれ
ぞれＸ′，Ｙ′と置くと、下記の一般式(1) ，(2) が成
り立ち、評価すべき半導体層の全体の厚みを用いること
なく、該半導体層のキャリア濃度及び易動度の，深さ方
向プロファイルが得られることが明らかである。
より順次算出される半導体層の単位厚み当たりの比抵抗
及びホール定数を、それぞれＸ，Ｙと置き、上記工程の
繰り返しにより順次除去される所定厚みの半導体層（表
層部）の単位厚み当たりの比抵抗及びホール定数をそれ
ぞれＸ′，Ｙ′と置くと、下記の一般式(1) ，(2) が成
り立ち、評価すべき半導体層の全体の厚みを用いること
なく、該半導体層のキャリア濃度及び易動度の，深さ方
向プロファイルが得られることが明らかである。
【００４７】
【数１９】
【００４８】
【数２０】
【００４９】上記式(1) ，(2) において、Ｘ1 ，Ｘ2 は
上記工程の繰り返しにより算出された複数の単位厚み当
たりの比抵抗Ｘにおける、連続する２つの算出値のうち
の先に算出されたもの，後に算出されたものをそれぞれ
表し、Ｙ1 ，Ｙ2 は上記工程の繰り返しにより算出され
た複数の単位厚み当たりのホール定数Ｙにおける、連続
する２つの算出値のうちの先に算出されたもの，後に算
出されたものをそれぞれ表す。
上記工程の繰り返しにより算出された複数の単位厚み当
たりの比抵抗Ｘにおける、連続する２つの算出値のうち
の先に算出されたもの，後に算出されたものをそれぞれ
表し、Ｙ1 ，Ｙ2 は上記工程の繰り返しにより算出され
た複数の単位厚み当たりのホール定数Ｙにおける、連続
する２つの算出値のうちの先に算出されたもの，後に算
出されたものをそれぞれ表す。
【００５０】このように、本実施例の評価方法では、正
確な値として知ることができない，評価すべき半導体層
の全体の層厚をその導出過程で用いることなく、該半導
体層の順次除去された複数の所定厚みの表層部（半導体
層）の各々毎の，キャリア濃度と易動度を導出できるよ
うにしたので、信頼性の高いキャリア濃度及び易動度
の，深さ方向プロファイルを得ることができ、その結
果、評価精度を従来に比して大きく向上することができ
る。
確な値として知ることができない，評価すべき半導体層
の全体の層厚をその導出過程で用いることなく、該半導
体層の順次除去された複数の所定厚みの表層部（半導体
層）の各々毎の，キャリア濃度と易動度を導出できるよ
うにしたので、信頼性の高いキャリア濃度及び易動度
の，深さ方向プロファイルを得ることができ、その結
果、評価精度を従来に比して大きく向上することができ
る。
【００５１】実施例２．図２は、この発明の実施例２に
よる半導体層の評価方法における，半導体層のキャリア
濃度及び易動度の，深さ方向プロファイルの測定工程を
説明するための図である。図において、図３と同一符号
は同一または相当する部分を示している。
よる半導体層の評価方法における，半導体層のキャリア
濃度及び易動度の，深さ方向プロファイルの測定工程を
説明するための図である。図において、図３と同一符号
は同一または相当する部分を示している。
【００５２】以下、この図に基づいて上記測定工程を説
明する。まず、従来及び上記実施例１と同様にして、図
２(a) に示すように、半導体層１の上面の４隅の角部に
電極３〜６を形成した後、ホール測定法に基づいて上記
半導体層１の単位厚み当たりの，比抵抗（ρ／ｄ）及び
ホール定数（Ｒ／ｄ）を算出する。次に、図２(b) に示
すように、半導体層１の表層部を陽極酸化法により所定
厚みｄs 酸化して酸化膜２を形成する。そして、この状
態で、上記と同様にして、ホール測定法に基づいて実質
的な半導体層の厚みがｄb となった半導体層１Ａの単位
厚み当たりの，比抵抗（ρb ／ｄb ）及びホール定数
（Ｒb ／ｄb ）を算出する。
明する。まず、従来及び上記実施例１と同様にして、図
２(a) に示すように、半導体層１の上面の４隅の角部に
電極３〜６を形成した後、ホール測定法に基づいて上記
半導体層１の単位厚み当たりの，比抵抗（ρ／ｄ）及び
ホール定数（Ｒ／ｄ）を算出する。次に、図２(b) に示
すように、半導体層１の表層部を陽極酸化法により所定
厚みｄs 酸化して酸化膜２を形成する。そして、この状
態で、上記と同様にして、ホール測定法に基づいて実質
的な半導体層の厚みがｄb となった半導体層１Ａの単位
厚み当たりの，比抵抗（ρb ／ｄb ）及びホール定数
（Ｒb ／ｄb ）を算出する。
【００５３】次に、図２(c) に示すように、上記酸化に
より形成されたその厚みがｄs の酸化膜２をエチッング
除去した後、再度、半導体層１Ａの表層部を陽極酸化法
により所定厚みｄs ′酸化して酸化膜２ａを形成し、こ
の状態で、上記と同様にして、ホール測定法に基づいて
実質的な半導体層の厚みがｄb ′となった半導体層１Ｂ
の単位厚み当たりの，比抵抗（ρb ′／ｄb ′）及びホ
ール定数（Ｒb ′／ｄb ′）を算出する。
より形成されたその厚みがｄs の酸化膜２をエチッング
除去した後、再度、半導体層１Ａの表層部を陽極酸化法
により所定厚みｄs ′酸化して酸化膜２ａを形成し、こ
の状態で、上記と同様にして、ホール測定法に基づいて
実質的な半導体層の厚みがｄb ′となった半導体層１Ｂ
の単位厚み当たりの，比抵抗（ρb ′／ｄb ′）及びホ
ール定数（Ｒb ′／ｄb ′）を算出する。
【００５４】以下、上述した表層部の酸化，半導体層の
単位厚み当たりの比抵抗とホール定数の算出，及び，酸
化膜のエッチング除去を繰り返し行い、該繰り返しによ
り順次算出される半導体層の単位厚み当たりの比抵抗及
びホール定数を、上記一般式(1)(2)に代入して、該繰り
返しにより順次所定厚み酸化された複数の酸化領域の各
領域毎の単位厚み当たりの比抵抗及びホール定数を算出
する。そして、これら算出された複数の酸化領域の各領
域毎の単位厚み当たりの比抵抗及びホール定数と、該複
数の酸化領域の各領域毎の厚みとを用いて、上記実施例
１と同様にして、該複数の酸化領域の各領域毎のキャリ
ア濃度と易動度を導出すると、半導体層のキャリア濃度
及び易動度の，深さ方向プロファイルを得ることができ
る。
単位厚み当たりの比抵抗とホール定数の算出，及び，酸
化膜のエッチング除去を繰り返し行い、該繰り返しによ
り順次算出される半導体層の単位厚み当たりの比抵抗及
びホール定数を、上記一般式(1)(2)に代入して、該繰り
返しにより順次所定厚み酸化された複数の酸化領域の各
領域毎の単位厚み当たりの比抵抗及びホール定数を算出
する。そして、これら算出された複数の酸化領域の各領
域毎の単位厚み当たりの比抵抗及びホール定数と、該複
数の酸化領域の各領域毎の厚みとを用いて、上記実施例
１と同様にして、該複数の酸化領域の各領域毎のキャリ
ア濃度と易動度を導出すると、半導体層のキャリア濃度
及び易動度の，深さ方向プロファイルを得ることができ
る。
【００５５】ところで、上記実施例１の方法では、半導
体層の表層部をエッチング除去した後、そのままの状態
で電気特性（抵抗，起電力）の測定を行ったが、通常半
導体層のエッチング除去した後に現れる露出面にはダン
グリングボンドが形成され、該露出面は高濃度領域とな
る。特に、化合物半導体層の場合は、これが顕著で、例
えば、Ｃｄx Ｈｇ1-x Ｔｅ層では、エッチング除去した
後に現れる露出面は高濃度のｎ型領域となる。従って、
上記実施例１の方法では、得られる評価値（キャリア濃
度，易動度）は、上記露出面の高濃度領域の影響を受け
た値となるため、その信頼性は低いものとなってしま
う。これに対して、本実施例の方法では、半導体層の表
層部を陽極酸化し、該表層部に所定厚みの酸化膜を形成
した状態で、電気特性（抵抗，起電力）の測定を行うよ
うにしているので、上記のダングリングボンドによる高
濃度領域の影響を受けることなく、信頼性の高い評価値
（キャリア濃度，易動度）を得ることができる。
体層の表層部をエッチング除去した後、そのままの状態
で電気特性（抵抗，起電力）の測定を行ったが、通常半
導体層のエッチング除去した後に現れる露出面にはダン
グリングボンドが形成され、該露出面は高濃度領域とな
る。特に、化合物半導体層の場合は、これが顕著で、例
えば、Ｃｄx Ｈｇ1-x Ｔｅ層では、エッチング除去した
後に現れる露出面は高濃度のｎ型領域となる。従って、
上記実施例１の方法では、得られる評価値（キャリア濃
度，易動度）は、上記露出面の高濃度領域の影響を受け
た値となるため、その信頼性は低いものとなってしま
う。これに対して、本実施例の方法では、半導体層の表
層部を陽極酸化し、該表層部に所定厚みの酸化膜を形成
した状態で、電気特性（抵抗，起電力）の測定を行うよ
うにしているので、上記のダングリングボンドによる高
濃度領域の影響を受けることなく、信頼性の高い評価値
（キャリア濃度，易動度）を得ることができる。
【００５６】このように本実施例２の評価方法では、実
施例１の評価方法にくらべて、酸化膜を形成する工程の
分だけ、工程数は増えることとなるが、実施例１に比し
てより信頼性の高い評価値を得ることができ、その評価
精度をより向上することができる。また、陽極酸化膜
は、その形成時に、その膜厚を数十オングストロームの
精度で制御することができるため、除去すべき表層部の
層厚、即ち、キャリア濃度及び易動度の測定対象となる
半導体層の層厚を、エッチングによってこれを除去する
実施例１よりも、陽極参加によってこれを除去する本実
施例２において、より厳密に制御することができ、この
点からも上記実施例１に比して評価精度をより大きく向
上することができる。
施例１の評価方法にくらべて、酸化膜を形成する工程の
分だけ、工程数は増えることとなるが、実施例１に比し
てより信頼性の高い評価値を得ることができ、その評価
精度をより向上することができる。また、陽極酸化膜
は、その形成時に、その膜厚を数十オングストロームの
精度で制御することができるため、除去すべき表層部の
層厚、即ち、キャリア濃度及び易動度の測定対象となる
半導体層の層厚を、エッチングによってこれを除去する
実施例１よりも、陽極参加によってこれを除去する本実
施例２において、より厳密に制御することができ、この
点からも上記実施例１に比して評価精度をより大きく向
上することができる。
【００５７】なお、上記実施例では、表層部に陽極酸化
膜を形成するようにしたが、膜中の電荷密度が少なく、
かつ、半導体層との界面における界面準位密度が小さい
膜であれば、他の膜を形成しても同様の効果を得ること
ができる。
膜を形成するようにしたが、膜中の電荷密度が少なく、
かつ、半導体層との界面における界面準位密度が小さい
膜であれば、他の膜を形成しても同様の効果を得ること
ができる。
【００５８】
【発明の効果】以上のように、この発明にかかる半導体
層の評価方法によれば、ホール測定法に基づいて、半導
体層の単位厚み当たりの比抵抗Ｘ及びホール定数Ｙを算
出する第１の工程と、該半導体層の表層部を所定厚み除
去する第２の工程とを、繰り返し実行し、該繰り返し実
行によって順次算出された上記比抵抗Ｘ及びホール定数
Ｙを、下記式(1) ，(2) にそれぞれ代入して、上記繰り
返しの各実行によって順次除去された，上記半導体層を
構成する複数の所定厚みの半導体層の各々について、そ
の単位厚み当たりの比抵抗Ｘ′及びホール定数Ｙ′を算
出し、これら算出された複数の比抵抗Ｘ′及びホール定
数Ｙ′と、上記各実行によって除去された上記複数の所
定厚みの半導体層の各々の厚みとを用いて、該複数の半
導体層の各々についてそのキャリア濃度及び易動度を導
出するようにしたので、評価対象となる半導体層の全体
の層厚を用いる必要なく、該半導体層のキャリア濃度及
び易動度の，深さ方向プロファイルを導出することがで
き、その結果、従来に比して精度の高い評価を行える効
果がある。
層の評価方法によれば、ホール測定法に基づいて、半導
体層の単位厚み当たりの比抵抗Ｘ及びホール定数Ｙを算
出する第１の工程と、該半導体層の表層部を所定厚み除
去する第２の工程とを、繰り返し実行し、該繰り返し実
行によって順次算出された上記比抵抗Ｘ及びホール定数
Ｙを、下記式(1) ，(2) にそれぞれ代入して、上記繰り
返しの各実行によって順次除去された，上記半導体層を
構成する複数の所定厚みの半導体層の各々について、そ
の単位厚み当たりの比抵抗Ｘ′及びホール定数Ｙ′を算
出し、これら算出された複数の比抵抗Ｘ′及びホール定
数Ｙ′と、上記各実行によって除去された上記複数の所
定厚みの半導体層の各々の厚みとを用いて、該複数の半
導体層の各々についてそのキャリア濃度及び易動度を導
出するようにしたので、評価対象となる半導体層の全体
の層厚を用いる必要なく、該半導体層のキャリア濃度及
び易動度の，深さ方向プロファイルを導出することがで
き、その結果、従来に比して精度の高い評価を行える効
果がある。
【００５９】
【数２１】
【００６０】
【数２２】
【００６１】上記式(1) ，(2) において、Ｘ1 ，Ｘ2 は
上記算出された複数の単位厚み当たりの比抵抗Ｘにおけ
る、連続する２つの算出値のうちの先に算出されたも
の，後に算出されたものをそれぞれ表し、Ｙ1 ，Ｙ2 は
上記算出された複数の単位厚み当たりのホール定数Ｙに
おける、連続する２つの算出値のうちの先に算出された
もの，後に算出されたものをそれぞれ表す。
上記算出された複数の単位厚み当たりの比抵抗Ｘにおけ
る、連続する２つの算出値のうちの先に算出されたも
の，後に算出されたものをそれぞれ表し、Ｙ1 ，Ｙ2 は
上記算出された複数の単位厚み当たりのホール定数Ｙに
おける、連続する２つの算出値のうちの先に算出された
もの，後に算出されたものをそれぞれ表す。
【００６２】更に、この発明にかかる半導体層の評価方
法によれば、ホール測定法に基づいて、半導体層の単位
厚み当たりの比抵抗Ｘ及びホール定数Ｙを算出する第１
の工程を行った後、該半導体層の表層部を所定厚み酸化
し、該半導体層の単位厚み当たりの比抵抗Ｘ及びホール
定数Ｙを算出する第２の工程と、該第２の工程によって
形成された酸化膜を除去する第３の工程とを、繰り返し
実行し、上記第１の工程，及び上記第２，第３工程の繰
り返し実行によって順次算出された，上記比抵抗Ｘと上
記ホール定数Ｙを、下記式(1) ，(2) にそれぞれ代入し
て、上記繰り返しの各実行によって順次酸化された，複
数の酸化領域の各々について、その酸化される前の状態
における単位厚み当たりの比抵抗Ｘ′及びホール定数
Ｙ′を算出し、これら算出された複数の比抵抗Ｘ′及び
ホール定数Ｙ′と、上記各実行によって酸化された上記
複数の酸化領域の各領域毎の厚みとを用いて、該複数の
酸化領域の各々毎の，その酸化される前の状態における
キャリア濃度及び易動度を導出するようにしたので、半
導体層の露出面に生ずるダングリングボンドの影響を受
けることなく、信頼性がより一層向上した評価値（キャ
リア濃度及び易動度の，深さ方向プロファイル）を得る
ことができ、その結果、評価精度をより一層向上できる
効果がある。
法によれば、ホール測定法に基づいて、半導体層の単位
厚み当たりの比抵抗Ｘ及びホール定数Ｙを算出する第１
の工程を行った後、該半導体層の表層部を所定厚み酸化
し、該半導体層の単位厚み当たりの比抵抗Ｘ及びホール
定数Ｙを算出する第２の工程と、該第２の工程によって
形成された酸化膜を除去する第３の工程とを、繰り返し
実行し、上記第１の工程，及び上記第２，第３工程の繰
り返し実行によって順次算出された，上記比抵抗Ｘと上
記ホール定数Ｙを、下記式(1) ，(2) にそれぞれ代入し
て、上記繰り返しの各実行によって順次酸化された，複
数の酸化領域の各々について、その酸化される前の状態
における単位厚み当たりの比抵抗Ｘ′及びホール定数
Ｙ′を算出し、これら算出された複数の比抵抗Ｘ′及び
ホール定数Ｙ′と、上記各実行によって酸化された上記
複数の酸化領域の各領域毎の厚みとを用いて、該複数の
酸化領域の各々毎の，その酸化される前の状態における
キャリア濃度及び易動度を導出するようにしたので、半
導体層の露出面に生ずるダングリングボンドの影響を受
けることなく、信頼性がより一層向上した評価値（キャ
リア濃度及び易動度の，深さ方向プロファイル）を得る
ことができ、その結果、評価精度をより一層向上できる
効果がある。
【００６３】
【数２３】
【００６４】
【数２４】
【００６５】上記式(1) ，(2) において、Ｘ1 ，Ｘ2 は
上記算出された複数の単位厚み当たりの比抵抗Ｘにおけ
る、連続する２つの算出値のうちの先に算出されたも
の，後に算出されたものをそれぞれ表し、Ｙ1 ，Ｙ2 は
上記算出された複数の単位厚み当たりのホール定数Ｙに
おける、連続する２つの算出値のうちの先に算出された
もの，後に算出されたものをそれぞれ表す。
上記算出された複数の単位厚み当たりの比抵抗Ｘにおけ
る、連続する２つの算出値のうちの先に算出されたも
の，後に算出されたものをそれぞれ表し、Ｙ1 ，Ｙ2 は
上記算出された複数の単位厚み当たりのホール定数Ｙに
おける、連続する２つの算出値のうちの先に算出された
もの，後に算出されたものをそれぞれ表す。
【図１】従来及び本発明の実施例１による評価方法を説
明するための工程別断面図である。
明するための工程別断面図である。
【図２】本発明の実施例２による評価方法を説明するた
めの工程別断面図である。
めの工程別断面図である。
【図３】ホール測定法を説明するための半導体層（モデ
ル）の斜視図である。
ル）の斜視図である。
【図４】R.L.Petrisが提案した関係式を説明するための
半導体層（モデル）の斜視図である。
半導体層（モデル）の斜視図である。
【図５】従来の評価方法の問題点を説明するための半導
体層（モデル）の断面図である。
体層（モデル）の断面図である。
１，１Ａ，１Ｂ，１１ 半導体層 ２，２ａ 酸化膜 ３〜６ 電極 １０ 半絶縁性のＣｄＴｅ基板 １１ ＣｄＨｇＴｅ層 １１ｂ 相互拡散層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１１月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】半導体層のキャリア濃度ｎ及び易動度μ
は、半導体装置の性能に影響を与える重要な要因であ
る。そこで、従来、 L.J.van der PAUW は、 Philips R
es. Repts 13, 1-9,1958において、半導体層のホール定
数Ｒと比抵抗ρ（電気伝導率σ）を簡単に測定できるホ
ール測定法を提案し、この測定されたホール抵抗Ｒと比
抵抗ρから、半導体層のキャリア濃度ｎ及び易動度μを
導出して、該半導体層の評価を行っている。
は、半導体装置の性能に影響を与える重要な要因であ
る。そこで、従来、 L.J.van der PAUW は、 Philips R
es. Repts 13, 1-9,1958において、半導体層のホール定
数Ｒと比抵抗ρ（電気伝導率σ）を簡単に測定できるホ
ール測定法を提案し、この測定されたホール抵抗Ｒと比
抵抗ρから、半導体層のキャリア濃度ｎ及び易動度μを
導出して、該半導体層の評価を行っている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】図３は上記 L.J.van der PAUW が提案した
ホール測定法を説明するための図であり、図において、
１は測定用の半導体層で、その上下面が正方形からなる
形状を有している。また、３〜６は半導体層１の上面の
四隅の角部に形成された電極で、これらは、２組の電極
対（電極３と電極５，電極４と電極６）の各々の電極間
を結ぶ直線が、該上面上でほぼ直交するように配置され
ている。また、ｄは半導体層１の厚みである。
ホール測定法を説明するための図であり、図において、
１は測定用の半導体層で、その上下面が正方形からなる
形状を有している。また、３〜６は半導体層１の上面の
四隅の角部に形成された電極で、これらは、２組の電極
対（電極３と電極５，電極４と電極６）の各々の電極間
を結ぶ直線が、該上面上でほぼ直交するように配置され
ている。また、ｄは半導体層１の厚みである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】尚、ここでは、半導体層１の形状が、その
上下面が正方形からなる四角柱状であるので、その上面
の四隅の角部毎に電極を形成したが、半導体層１の形状
が、その上下面が他の多角形からなる角柱状や、円柱状
である場合は、その上面上で、２組の電極対（電極３と
電極５，電極４と電極６）の各々の電極間を結ぶ直線が
ほぼ直交するように、該上面の周囲縁部に電極を形成す
る。
上下面が正方形からなる四角柱状であるので、その上面
の四隅の角部毎に電極を形成したが、半導体層１の形状
が、その上下面が他の多角形からなる角柱状や、円柱状
である場合は、その上面上で、２組の電極対（電極３と
電極５，電極４と電極６）の各々の電極間を結ぶ直線が
ほぼ直交するように、該上面の周囲縁部に電極を形成す
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５６】このように本実施例２の評価方法では、実
施例１の評価方法にくらべて、酸化膜を形成する工程の
分だけ、工程数は増えることとなるが、実施例１に比し
てより信頼性の高い評価値を得ることができ、その評価
精度をより向上することができる。また、陽極酸化膜
は、その形成時に、その膜厚を数十オングストロームの
精度で制御することができるため、除去すべき表層部の
層厚、即ち、キャリア濃度及び易動度の測定対象となる
半導体層の層厚を、エッチングによってこれを除去する
実施例１よりも、陽極酸化によってこれを除去する本実
施例２において、より厳密に制御することができ、この
点からも上記実施例１に比して評価精度をより大きく向
上することができる。
施例１の評価方法にくらべて、酸化膜を形成する工程の
分だけ、工程数は増えることとなるが、実施例１に比し
てより信頼性の高い評価値を得ることができ、その評価
精度をより向上することができる。また、陽極酸化膜
は、その形成時に、その膜厚を数十オングストロームの
精度で制御することができるため、除去すべき表層部の
層厚、即ち、キャリア濃度及び易動度の測定対象となる
半導体層の層厚を、エッチングによってこれを除去する
実施例１よりも、陽極酸化によってこれを除去する本実
施例２において、より厳密に制御することができ、この
点からも上記実施例１に比して評価精度をより大きく向
上することができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体層のキャリア濃度及び易動度の，
深さ方向プロファイルを測定して、該半導体層の評価を
行う評価方法において、 ホール測定法に基づいて、半導体層の単位厚み当たりの
比抵抗Ｘ及びホール定数Ｙを算出する第１の工程と、該
半導体層の表層部を所定厚み除去する第２の工程とを、
繰り返し実行し、 上記繰り返し実行によって順次算出された上記比抵抗Ｘ
及びホール定数Ｙを、下記式(1) ，(2) にそれぞれ代入
して、上記繰り返しの各実行によって順次除去された，
上記半導体層を構成する複数の所定厚みの半導体層の各
々について、その単位厚み当たりの比抵抗Ｘ′及びホー
ル定数Ｙ′を算出し、 これら算出された複数の比抵抗Ｘ′及びホール定数Ｙ′
と、上記各実行によって除去された上記複数の所定厚み
の半導体層の各々の厚みとを用いて、該複数の半導体層
の各々についてそのキャリア濃度及び易動度を導出し、
上記深さ方向プロファイルを得ることを特徴とする半導
体層の評価方法。 【数１】 【数２】 上記式(1) ，(2) において、Ｘ1 ，Ｘ2 は上記算出され
た複数の単位厚み当たりの比抵抗Ｘにおける、連続する
２つの算出値のうちの先に算出されたもの，後に算出さ
れたものをそれぞれ表し、Ｙ1 ，Ｙ2 は上記算出された
複数の単位厚み当たりのホール定数Ｙにおける、連続す
る２つの算出値のうちの先に算出されたもの，後に算出
されたものをそれぞれ表す。 - 【請求項２】 半導体層のキャリア濃度及び易動度の，
深さ方向プロファイルを測定して、該半導体層の評価を
行う評価方法において、 ホール測定法に基づいて、半導体層の単位厚み当たりの
比抵抗Ｘ及びホール定数Ｙを算出する第１の工程を行っ
た後、 該半導体層の表層部を所定厚み酸化し、該半導体層の単
位厚み当たりの比抵抗Ｘ及びホール定数Ｙを算出する第
２の工程と、上記第２の工程によって形成された酸化膜
を除去する第３の工程とを、繰り返し実行し、 上記第１の工程，及び上記第２，第３工程の繰り返し実
行によって順次算出された，上記比抵抗Ｘと上記ホール
定数Ｙを、下記式(1) ，(2) にそれぞれ代入して、上記
繰り返しの各実行によって順次酸化された，複数の酸化
領域の各々について、その酸化される前の状態における
単位厚み当たりの比抵抗Ｘ′及びホール定数Ｙ′を算出
し、 これら算出された複数の比抵抗Ｘ′及びホール定数Ｙ′
と、上記各実行によって酸化された上記複数の酸化領域
の各領域毎の厚みとを用いて、該複数の酸化領域の各々
毎の，その酸化される前の状態におけるキャリア濃度及
び易動度を導出し、上記深さ方向プロファイルを得るこ
とを特徴とする半導体層の評価方法。 【数３】 【数４】 上記式(1) ，(2) において、Ｘ1 ，Ｘ2 は上記算出され
た複数の単位厚み当たりの比抵抗Ｘにおける、連続する
２つの算出値のうちの先に算出されたもの，後に算出さ
れたものをそれぞれ表し、Ｙ1 ，Ｙ2 は上記算出された
複数の単位厚み当たりのホール定数Ｙにおける、連続す
る２つの算出値のうちの先に算出されたもの，後に算出
されたものをそれぞれ表す。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21545493A JPH0766259A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 半導体層の評価方法 |
| GB9417460A GB2281402B (en) | 1993-08-31 | 1994-08-30 | Method for evaluating semiconductor layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21545493A JPH0766259A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 半導体層の評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0766259A true JPH0766259A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16672641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21545493A Pending JPH0766259A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 半導体層の評価方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766259A (ja) |
| GB (1) | GB2281402B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08306754A (ja) * | 1995-04-27 | 1996-11-22 | Nec Corp | 不純物拡散プロファイル測定方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6579730B2 (en) | 2001-07-18 | 2003-06-17 | Applied Materials, Inc. | Monitoring process for oxide removal |
| WO2005022135A1 (en) * | 2003-08-27 | 2005-03-10 | Prussin Simon A | In situ determination of resistivity, mobility and dopant concentration profiles |
| WO2017189582A1 (en) | 2016-04-26 | 2017-11-02 | Active Layer Parametrics, Inc. | Methods and systems for material property profiling of thin films |
| US11289386B2 (en) | 2016-04-26 | 2022-03-29 | Active Layer Parametrics, Inc. | Methods and apparatus for test pattern forming and film property measurement |
| CN114235899B (zh) * | 2021-12-16 | 2023-11-03 | 安徽光智科技有限公司 | 一种超高纯锗单晶载流子浓度的检测方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5150042A (en) * | 1991-09-23 | 1992-09-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | On-wafer Hall-effect measurement system |
| US5217907A (en) * | 1992-01-28 | 1993-06-08 | National Semiconductor Corporation | Array spreading resistance probe (ASRP) method for profile extraction from semiconductor chips of cellular construction |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP21545493A patent/JPH0766259A/ja active Pending
-
1994
- 1994-08-30 GB GB9417460A patent/GB2281402B/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08306754A (ja) * | 1995-04-27 | 1996-11-22 | Nec Corp | 不純物拡散プロファイル測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2281402B (en) | 1997-03-19 |
| GB2281402A (en) | 1995-03-01 |
| GB9417460D0 (en) | 1994-10-19 |
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