5) Интерференция ик лучей

Метод использует отражение ИК-лучей в диапазоне длин волн 10-35 мкм, которое происходит не только от поверхности слоя, но и от границы раздела эпитаксиальный слой-пластина вследствие различия оптических констант (показателей преломления) слоя и пластины, содержащих неодинаковую концентрацию примесей. По картине интерференции отраженных лучей можно судить о толщине слоя. Надежные данные получают, если сопротивление слоя выше 0,1 Ом*см, а сопротивление пластины ниже 0,02 Ом*см. С увеличением концентрации примеси в слое возрастает поглощение ИК-лучей, с уменьшением концентрации примеси в пластине растет пропускание его лучей и уменьшается отражение их на границе. Разность хода лучей δ, отраженных от слоя и пластины, определяется толщиной d, показателем ее преломления n углом преломления φ: δ=2*n*d*cosφ

Наблюдая интерференционную картину и измеряя разность хода, вычисляют толщину пленки с точностью до 5%. Неоднородность слоя по толщине или размытие распределения примеси на границе слой-пластина приводит к ухудшению контрастности интерференционной картины и снижению точности измерений.

6) Наблюдение дефектов упаковки

Форма дефектов упаковки зависит от кристаллографической ориентации слоя и для эпитаксиальных слоев кремния, выращенных на плоскости (III), имеет вид замкнутых равносторонних треугольников, либо их частей: углов, прямых линий, фигур пересечения этих элементов(рис 1). Дефекты упаковки представляют собой области в эпитаксиальных слоях, на границе которых имеется рассогласование кристаллической решетки с ненарушенной частью слоя. Причина их образования - появление

на пластине в начальный период роста нерегулярных атомов или их скоплений. В свою очередь появление таких нерегулярных атомов стимулируется наличием на поверхности различных загрязнений в виде пылинок, остатков оксидной пленки, механических нарушений и др. Основная часть наиболее крупных дефектов упаковки возникает на поверхности раздела слой-пластина с последующим развитием их вдоль трехнепараллельных плоскостей (III), образующих угол 70,53° к поверхности пластины. При пересечении этих плоскостей друг с другом и с поверхностью слоя образуется тетраэдр с вершиной на поверхности пластины 1 и основанием на поверхности слоя 2. На поверхности слоя появляется треугольник, а на поперечном срезе - V -образная фигура. Таким образом, высота этих тетраэдров равна толщине эпит-ого слоя и может быть определена по формуле: d=l*√2/3=0.816l.

Где l - длина стороны равностороннего треугольнику.Выявление дефектов упаковки производят в течение 5-20 с в одном из травителей:

1. 40 см³ HF; 20 см³ HNO₃; 40 см³ H₂O; 20 г AgNO₃

2. 30 см³ HNO₃; 12 см³ CH₃COOH; 10 см³ HF

7) Измерение удельного сопротивления.

Для контроля пленок типаn-n⁺ и p-p⁺ - применяют трехзондовый метод. Вначале необходимо экспериментально определить зависимость пробивного напряжения аналогичной структуры от удельного сопротивления и построить кривую. Затем измеряют пробивное напряжение на эпитаксиальном слое и по ранее полученной экспериментальной кривой находят значение удельного сопротивления. Обычная схема измерения этим методом представлена на рис(1-источник питания;2-характериограф;3-5-зонды;6-линия тока;7-пластина;8-эпитакс слой). На зонд 5 подают прямое, а на зонд 3 - обратное смещение. Зонд 4 измеряет потенциал в обедненном носителями заряда слое n. Поскольку удельное сопротивление эпитаксиального слоя 8 больше удельного сопротивления пластины 7 и к тому же пластина, значительно толще, ток протекает главным образом через пластину и, следовательно, единственно возможное падение напряжения происходит в месте контакта зонда 3 с эпитакс-ым слоем 8. Положение зонда 4 некритично до тех пор, пока он находится от зонда 3 на расстоянии большем, чем ширина обедненного слоя. Это условие всегда выполняется, так как расстояние между зондами обычно составляет 250-1500 мкм, а ширина обедненного слоя измеряется единицами микрометров (~2,5 мкм). Схема может питаться от источника напряжения 1 низкой (60 Гц) или высокой частоты и в зависимости от этого используют однокоординатный самописец или осциллограф. Необходимо ограничить ток, протекающий через точечный переход, с тем, чтобы при пробое не произошло необратимых изменений в структуре эпитаксиального слоя. Трехзондовый метод наиболее часто используют для измерения удельных сопротивлений в диапазоне 0,1-1,0 Ом*см. Метод достаточно прост, не требует специальной подготовки образцов, позволяет контролировать в производственных условиях большое количество образцов без их повреждения. Точность измерений ± 10%