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1、封装、测试与设备Package,TestandEquipment扩展电阻技术测试外延片外延厚度误差分析张志勤,李胜华,张秀丽(中国电子科技集团公司第十三研究所,石家庄050002)摘要:扩展电阻法利用测量纵向深度电阻率的变化获得外延片厚度。实际外延片测试过程中,经常发生扩展电阻测试仪测量硅外延片厚度误差较大的问题,从三个方面分析了产生的原因,其中两方面存在于样品制备过程:样品研磨角度不等于垫块角度造成的误差;研磨斜面两条边缘不平行造成的误差。另外一方面存在于测试过程,测试仪两探针起始位置偏离样品表面和研磨斜面的边界线
2、造成的误差。由样品制备引起的误差占实际误差的大多数,所有误差均可通过计算公式进行修正。关键词:扩展电阻;硅外延;厚度误差;过渡区中图分类号:TN304054;TN30412文献标识码:A文章编号:1003353X(2008)10090504AnalysisonEpitaxyWaferThicknessErrorMeasuringinSpreadingResistanceProfileZhangZhiqin,LiShenghua,Zhangxiulith(The13ResearchInstitute,
3、CETC,Shijiazhuang050002,China)Abstruct:Byspreadingresistanceprofiletechnology,Siepitaxythicknessvaluewasobtainedthroughmeasuringthechangingofdepthresistivity.InmeasuringofSiepitaxialwafer,errorsonthicknessvalueoftenhappen.Thereasonsoferrorwereanalyzedfromthreep
4、arts,twoexistinsamplefabrication:oneiscausedbylappingbevelanglesunequaltomountangles,theotheriscausedbylappingbeveloffset.Thethirdoneexistsinmeasurementprocess:itisbecauseoftheoffsetbetweenprobesinitialpointslocationandedgebetweensamplesurfaceandbevel.Mosterror
5、sareduetosamplefabrication,soalltheerrorscanbecorrectedthroughformulas.Keywords:spreadingresistanceprofile;Siepitaxy;thicknesserror;transitionregionEEACC:0520;0170L此,在生产过程中经常发生外延片SRP测试厚度0引言与实际外延厚度(红外线干涉法测量数据)对不上扩展电阻技术(spreadingresistanceprofile,的问题,误差最大可达1m,究
6、其原因,主要存SRP)由于其优越的空间分辨率越来越广泛地应用在于测试样品制备过程,本文从几个方面深入分析[1]在外延片和IC图形片测试中。SRP技术既可以了误差原因并修正计算公式。测量外延片纵向电阻变化,也可以测量外延层厚[2]1样品制备及测量原理度、过渡区及夹层宽度等。四探针最小的测量体83积约为510cm,而最新发展的扩展电阻探针法将外延片样品粘贴在具有固定角度的垫块上,[3]的最小纵向分辨深度可达03nm,可以测量的区研磨出一个斜面,如图1所示。243[3]域体积达10cm。由于这么高的分辨率,测试该
7、斜面水平放置,与外延层界面角度为(垫外延片厚度值理论上应非常精确,但事实并非如块的固定角度),SRP一对探针在斜面上按照一定October2008SemiconductorTechnologyVol33No10905张志勤等:扩展电阻技术测试外延片外延厚度误差分析H=nlsin=nh(1)图1扩展电阻测试原理图Fig1SchematicdiagramofSRPmeasurement的步距l测量其扩展电阻值,探针运行到外延层与图2扩展电阻测量硅外延片曲线图Fig2Curvediagramof
8、SRPmeasuringSiepitaxywafer高掺杂浓度的衬底界面上时,扩展电阻值R迅速式中h=lsin被称为扩展电阻探针的深度分辨率。降低,达到衬底时数值变化不再明显,此时对应的垫块的特殊性在于其值具有固定的几个角深度x即为外延层厚度,扩展电阻值迅速变化的度,角度值越小,其深度分辨率越高。可依据不同区间称为过渡区。如图2曲线所示。的
