§ 8.2. Метод определения толщины эпитаксиальных слоёв по окрашиванию шлифа

На образце со стороны эпитаксиального слоя изготавливают ко­сой шлиф под некоторым углом , поверхность которого химически окрашивают для визуализации границы эпитаксиаль­ного слоя с под­ложкой. Под микро­скопом определяется расстояние от края шлифа до этой гра­ницы (рис. 8.2). Толщина эпитак­сиального слоя определя­ется по формуле:

. (8.1)

Основной трудностью в при­менении этого метода является точ­ное определение угла .

Если применять интерферен­ционный микроскоп (МИМ-4, МИМ-10) то необходимость в опре­делении угла  отпадает. Толщина эпитаксиального слоя при этом из­меряется непосредственно по числу интерференционных полос, укла­дывающихся на поверхности шлифа от его края до границы эпитак­сиального слоя с подложкой. Так как расстояние между соседними полосами интерференции равно монохроматического света интерференционного микроскопа, то (где – число полос).

Для контроля толщины эпитаксиального слоя может использо­ваться и сферический шлиф. При этом тол­щина слоя определяется по формуле:

, (8.2)

где Н – длина хорды контура сфериче­ского шлифа, касательной к кон­туру границы эпитакси­альный слой – подложка 1 (рис. 8.3); R– радиус сферической поверхности.

Т акие методы определения толщины эпитаксиальных слоёв могут использо­ваться, если удельное сопротивление слоя отличается от сопротивления подложки по крайней мере на поря­док.

В диапазоне толщин 1 25 мкм метод косого шлифа имеет по­грешность измерений 15%, а сферического 26%.

Литература

1. Прикладная оптика. Под. ред. Дубовика А.С., М.: Недра, 1982.

2. Вычисленная оптика. Справочник под. ред. Русикова, Л.: Машиностроение, 1984.

3. Оптические методы контроля интегральных микросхем. Под. ред. Дубовицкого Л.Г., М.: Радио и связь, 1982.

4. Левшина Е.С., Новицкий П.В., Электрические измерения физиче­ских величин. Л.: Энергоатомиздат, 1983.

5. Глудкин О.П., Густов А.Е. Устройства и методы фотометриче­ского контроля в технологии произ­водства ИС. М.: Радио и связь, 1981.

6. Концевой Ю.А., Кудин В.О. Методы контроля технологии произ­водства полупроводниковых приборов. М.: Энергия, 1973.

7. Бутиков Е.И. Оптика. Под. ред. Н.И. Калитевского, М.: Высшая школа, 1986.

8. Верник С.М., Гитин В.Я., Иванов В.С. Оптические кабели связи. М.: Радио и связь, 1988.

9. Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы. СПб.: “Лань”, 2001.