Процессы микро- и нанотехнологий. Ч. 2. Шутов Д.А - 96 стр.

отраженная волна. Измерив параметры отраженной волны (фазу и амплитуду),
определяют, например, по номограммам, толщину пленки и ее коэффициент
преломления. Методом элипсометрии можно выполнять контроль многослойных
структур, например Si3N4-SiO2-Si и др., но для этого нужно знать показатели
преломления всех слоев и пластины.
              Определение толщины эпитаксиальных и диффузионных слоев
      Толщину эпитаксиальных и диффузионных слоев определяют по глубине
залегания p-n перехода, который выявляется в простейшем случае методами
окрашивания сферического шлифа (химического декорирования). Для этого
изготавливают на контрольной пластине (свидетеле) шлиф с помощью
вращающегося стального шара диаметром 35-100 мм, смазанного алмазной пастой
зернистостью < 1 мкм, к которому прижимают рабочую сторону контролируемой
пластины (например, с диффузионным слоем). Глубина сферической лунки должна
превышать глубину p-n-перехода (см. рис. 3). Границу p-n-перехода выявляют
химическим окрашиванием p-области в концентрированной фтористоводородной
кислоте (HF) при интенсивном освещении. Для окрашивания n-области используют
водный раствор медного купороса CuSO4.5H2O с добавкой 0,1 % концентрированной
HF. Легированные области кремния p-типа после окрашивания будут выглядеть
темнее окружающего материала, а области n-типа – покрыты осажденной медью.
      На окрашенных шлифах под микроскопом измеряют длину хорды H, по
которой определяют глубину залегания p-n-перехода (толщину диффузионного слоя)
по формуле:
                               x J = H 2 n /(8 R) , где
      xJ – толщина диффузионного слоя [мкм];
      H – длина хорды в делениях шкалы окуляра микроскопа [мкм];
      n – цена деления шкалы окуляра микроскопа [мкм];
      R – радиус шара [мкм].
      Погрешность метода ≈10% в диапазоне глубин от 2 до 10 мкм.
      Метод окрашивания сферического шлифа непригоден для контроля глубины
мелких (< 1 мкм) p-n-переходов из-за большей погрешности. В этом случае
используют фотоэлектрический метод сканирования поверхности цилиндрического
шлифа сфокусированным лазерным пучком (зондом) с регистрацией кривых
фототока (фотоответа) и интерференции.
      Реализация данного метода возможна с помощью установки типа ЛПМ-11 с
длиной волны оптического излучения λ=0,44 мкм, оборудованной оптико-
механическим узлом, предметным столом и регистрирующим прибором
(самописцем). Этим методом можно также контролировать ионно-легированные и
эпитаксиальные p-n-переходы глубиной 0,2-10мкм с погрешностью ≈3 %.




                                      96