DE2125456A1

DE2125456A1 - Verfahren zur Ermittlung des Schicht Widerstandes oder einer mit dem Schichtwi derstand zusammenhangenden Große, insbeson dere bei der Herstellung einer Halbleiter anordnung, sowie eine Meßvorrichtung zum Durchfuhren dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE2125456A1
Application number: DE19712125456
Authority: DE
Inventors: Petrus Johannes Wilhelmus Eindhoven Severtn (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1970-06-06
Filing date: 1971-05-22
Publication date: 1971-12-16
Also published as: FR2094093A1; NL7008274A; DE2125456C3; JPS467366A; GB1354777A; FR2094093B1; US3735254A; DE2125456B2; JPS5221351B1; AU2943171A; BE768158A

Description

PH1S1.49??« Va/EVH.

Patentassessor
Anmelder: N.V. PHILIPS'GLOEILAMPENFABRIEKEN

Akte: ρ fr/hf Η<\Ζ'ϊ
Anmeldung vomt

Verfahren zur Ermittlung des .Schichtwideratandea oder einer mit dem Schichtwiderstand zusammenhängenden Grosse, insbesondere bei der Herstellung einer Halbleiteranordnung, sowie eine Messvorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens,

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung des Schichtwideratandea oder einer mit dem Schichtwiderstand zusammenhängenden Grosse, insbesondere bei der Herstellung einer Halbleiteranordnung, bai dem mindestens vier Elektroden in einem gewissen Abstand voneinander auf einer zu messenden Schicht angeordnet werden, die über einen gleichrichtenden Uebergang, insbesondere einen pn-Uebergang, in eine zweite Schicht übergeht, während zwischen zwei Elektroden ein Strom zugeführt und zwischen zwei anderen Elektroden die zu diesem Strom gehörige Spannung bestimmt wird, wobei aus den Ergebnissen der Schichtwiderstand oder eine mit diesem zusammenhängende Grösae ermittelt wird; weiterhin

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bezieht sich die Erfindung auf eine Messvorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens. ■■....

Unter dem Schichtwiderstand R (manchmal auch als

"Quadratwiderstand" bezeichnet) einer Schicht, deren Dicke d in cm und deren spezifischer Widerstand/»in Sl.cm ausgedrückt iet, ist Üblicherweise der Widerstand eines quadratischen Teiles dieser Schicht zu verstehen, durch den in lateraler Richtung ein Strom fliesst. Dieser Widerstand, kurz mit R bezeichnet, ist gleich />/d. P Dies gilt für Material mit einem praktisch homogenen ρ ; bei Verwendung eines nichthomogenen Materials mit einem Verunreinigungskonzentrationsgradienten in der Dickenrichtung stellt />das Umgekehrte der mittleren spezifischen Leitfähigkeit der Schicht dar.

Diese Grör.se ist, insbesondere bei der Herstellung einer Halbleiteranordnung, besonders wichtig, weil sie Auskunft über verschiedene charakteristische ßrb'ssen des Halbleitermaterials, wie/0 oder die Dotierungskonzentration, erteilt, die nachher die elektrischen Eigenschaften der Halbleiteranordnung bestimmen werden.

Das Verfahren der eingangs beschriebenen Art ist ein übliches Verfahren, das als "Vierpunkt-Verfahren" bekannt ist, bei dem vier Elektroden meistens längs einer geraden Linie auf der zu messenden Schicht angeordnet werden, wobei die Abstände zwischen zwei aufeinander folgende Elektroden einander gleich sind, und wobei meistens durch die beiden äusseren Elektroden ein bekannter Strom i hindurchgeführt wird, wöhrend zwischen den beiden inneren Elektroden die zu diesem Strom gehörige Spannung V ermittelt wird.

Unter der Bedingung, dass die Dicke der Schicht in

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bezug auf den Abstand zwischen zwei aufeinander folgende Elektroden klein, d.h. kleiner als das 0.,7-fache dieses Abstandes, ist, wird R in Λ nach der bekannten Formelr

Ϊ ⁼ 4/5 ^Rs
bestimmt, wobei V in Volts und i in Ampere ausgedrückt wird.

Meistens wird diese Mea'sung mit einer anderen gleichfalls an sich bekannten Messung kombiniert,.z.B. dadurch, dass Über einen kleinen Winkel die Schicht abgeschliffen wird, wonach unter einem Mikroskop die Dicke d der zu messenden Halbleiterzone und somit auch fi ermittelt werden kann.

Das Verfahren wird u.a. angewandt, wenn der Halbleiterkörper aus einem Stock Halbleitermaterial, z.B. Silicium, besteht, das homogen mit einer den Leitfähigkeitstyp des Halbleiterkörpers bestimmenden Verunreinigung, z.B. Phosphor, dotiert ist.. Das Verfahren wird insbesondere bei Schichten von einem ersten Leitfähigkeitstyp angewandt, die durch bekannte Epitaxie- oder Diffusionstechniken auf einem Substrat vom entgegengesetzten Leitffihifrkeitstyp angebracht und Über einen gleichrichtenden Ueberganp mit dem Substrat verbunden sind. Wenn die Schicht und das Substrat den gleichen Leitfähigkeitstyp aufweisen (z.B. eine η-leitende Schicht auf einem η -leitenden Substrat) wird das Verfahren bei einer Schicht angewandt, die unter den gleichen Bedingungen auf einem Substrat vom entgegengesetzten LeitfHhigkeitstyp angebracht ist; auf diesem Umweg können dann Daten über die η-leitende Schicht oder über das η -leitende Substrat erhalten werden.

Bei einer gegebenen Dicke d kann der R der gemessenen Schicht als ein Mass für den spezifischen Widerstand verwendet werden, der seinerseits ein Maas für die Verunreinigungakonzentration und somit z.B. für Durchachlagspannungen ist, die in der herzu-

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stellenden Halbleiteranordnung auftreten können. Wenn umgekehrt R bekannt ist, ist bei gegebenem /> wieder die Dicke d der Schicht ermittelbar. Auch kann durch Ermittlung von R während der Her-

stellung einer Halbleiteranordnung die Reproduzierbarkeit eines oder mehrerer Heratellungsschritte geprüft oder kann durch Verwendung eines bestimmten Wertes von R als. Normwert eine Selektion innerhalb bestimmter Grenzen aus dem Ausgangsmaterial durchgeführt werden, wodurch die Herstellung innerhalb engerer Toleranzen vor sich geht, was zur Folge hat, dass der Ausschussprozentsatz in einer späteren Herstellungsstufe verringert werden kann.

wahrend in der Praxis dieses Verfahren oft bei Schichten verwendet wird, die auf einem Substrat vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp angebracht sind und mit diesem Substrat einen pn-Uebergang bilden, haben der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Untersuchungen ergeben, dass trotz der sperrenden Wirkung des pn-Uebergangs infolge von Leckströmen eine Abweichung auftritt, die bei Messung einen zu niedrigen Wert für R ergibt und die,

wenn strenge Anforderungen gestellt werden, einen störenden Paktor unbekannter Grosse bildet.

Die Erfindung bezweckt u.a., ein einfaches Verfahren zur Vergröaserung der Genauigkeit der Messung zu schaffen.

Die Erfindung hat ausserdem zum Zweck, ein einfaches Verfahren zur Prüfung der lateralen GleichmHssigkeit der zu messenden Schicht auf dem Substrat zu schaffen.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass nach der Anordnung der Elektroden auf der zu messenden Schicht mindestens zwei dieser Messungen bei gleicher Positionierung der Elektroden auf der Schicht durchgeführt werden; Dass diese Messungen bei

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einem Spannungsunterschied zwisohen den beiden stromführenden Elektroden durchgeführt werden, bei dem über dem gleichrichtenden Uebergang bzw. dem pn-Uebergang ein Spannungsunterschied in einem .Bereich von Spannungen über dem gleichrichtenden bzw. dem pn-Uebergang erhalten wird, in dem sich dieser Uebergang wie ein praktisch konstanter Widerstand verhält, vorzugsweise in der NHhe des Nullpunktes der Strom-Spannungskennlinie; dass bei der ersten Messung ein Strom durch zwei Elektroden (nachstehend als das erste Elektroden-•paar bezeichnet) hindurchgefGhrt wird, während die Spannung zwischen ■ zwei anderen Elektroden (nachstehend als das zweite Elektrodenpaar bezeichnet) bestimmt wird; dass bei der zweiten Messung vier Elektroden gewählt werden, wobei der Abstand zwischen mindestens zwei Elektroden von dem bei der ersten Messung verschieden ist, und wobei durch zwei dieser Elektroden ein Strom hindurchgeführt wird, wShrend zwischen den beiden übrigen Elektroden die Spannung bestimmt wird; und dass aus den Ergebnissen dieser Messungen der Schichtwiderstand oder eine mit diesem zusammenhängende Grosse ermittelt wird.

Obschon es sich als günstig erwiesen hat, eine Messsonde mit mehr als vier Elektroden zu verwenden, und die Abstände zwisohen den Elektroden bei mindestens zwei dieser Messungen z.B. dadurch zu ändern, dass bei der zweiten Messung eine fünfte Elektrode angeordnet wird, ist eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass vier Elektroden auf der zu messenden Schicht angeordnet werden; dass bei der zweiten Messung ein Strom durch eine Elektrode des ersten Elektrodenpaares und durch eine Elektrode des zweiten Elektrodenpaares hindurchgeföhrt wird, während die Spannung zwischen den übrigen Elektroden des ersten und des zweiten Elektroden-

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paares bestimmt wird; und daaa aus den Ergebnissen der beiden Messungen der Schichtwiderstand oder eine mit diesem zusammenhängende Grosse ermittelt wird.

Dadurch, rfaan beim erfindunpsgemSsaen Verfahren die

Messungen bei einem Spannungsunters'chied zwischen den beiden stromführenden Elektroden durchgeführt werden_f bei dem über dem gleichrichtenden Uebergang in einem Bereich von Spannungen, in dem sich der gleichrichtende Uebergang wie ein praktisch konstanter Widerstand verholt, und vorzugsweise in der NShe dea Nullpunktes der

H Strom-Spannungskennlinie, ein Spannungunterschied erhalten wird, wird erreicht, dass der Einfluss des gleichrichtenden Uebergangs auf den Stromdurchgang durch die zu messende Schicht als eine zu der zu mesnenden Schicht parallel liegende Schicht mit einer praktisch gleichmSssigen Widerstandsverteilung R noch unbekannter Grosse zu der zweiten Schicht beschrieben werden kann, die bei dem üblichen kleinen Elektrodenabstand entweder durch homogene Kontaktierung oder durch die grosse Dicke und/oder eine hohe spezifische Leitfähigkeit als eine FlMche praktisch konstanter Spannung betrachtet werden kann. Indem nun weiter mindestens zwei Messungen

™ durchgeführt werden, bei denen eine Stromelektrode und eine Spannungselektrode einfach untereinander verwechselt werden, können nun aus diesen beiden einfach erzielbaren Messergebnissen die beiden unbekannten Grossen R und R über die bei der gegebenen Elek-

O 9

trod β nkon figuration geltende einfach errechenbare funktionelle Beziehung zwischen gemessenen Strömen und Spannungen, R und R ,

O 3

ermittelt werden, wie nachstehend noch näher erlttutert wird.

Das Verfahren nach der Erfindung kann somit auch vorteilhaft zur Ermittlung des Uebergangswideratandea verwendet werden,

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welche Grosse Auskunft über die Grenzfläche zwischen den beiden Schichten erteilt.

Bai der Messung mit niedriger Spannung wird das Substrat in schwebenden Zustand eine Spannung annehmen, die-etwa in der Mitte zwischen den Potentialen der beiden stromführenden Elektroden lief't, wobei dann praktisch über eine H&lfte des ütromweges Leck-,, strom zu dem Substrat abfliegen und über die andere Hälfte zurückkehren wird. Durch Messungen an dem Substrat oder an den beiden anderen Elektroden kann festgestellt werden, ob diese Bedingung erfüllt ist. Die Spannung an den stromführenden Elektroden wird vorzugsweise derart gewählt, dass die Spannung ü"ber dem gleich-

KT richtenden Uebergang bzw. pr.-Uebergang kleiner als — und vor-

1 KT
zugsweise kleiner als -5- — ist, wobei K die Konstante von Boltzmann, T die absolute Temperatur und q die elementare Ladungsmenge darstellt. Bei 18⁰C entspricht dies höchstens 25 mV bzw. weniger als 10 nV, in welchem Falle für praktische Zwecke stets die gestellte Bedingung erfüllt ist. Je nachdem bei einer niedrigeren Spannung gearbeitet wird und man somit einem konstanten Wert von R im Spannungsbereich näher kommt, sind die Messergebnisse genauer. Auf entsprechende Weise lässt sich die Erfindung vorteilhaft anwenden, wenn in einem anderen Spannungsbereich der gleichrichtende Uebergang als ein praktisch konstanter R beschrieben werden kann. Es leuchtet aber ein, dass Messung bei der erwähnten niedrigen Spannung u.a. den Vorteil aufweist, dass der Einfluss der Eindringung der Erschöpfungsschicht gering gehalten wird.

Durch das Verfahren nach der Erfindung werden günstige Ergebnisse erzielt, wenn aussei den bereits bei dem üblichen Vierpunktverfahren geltenden Bedingungen ferner angenommen werden kann,

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dass die Schicht über ein von der Messelektrode bestrichenes Gebiet in lateraler Richtung ^leichmässig ist. Wenn Inhomogenitäten auftreten, werden dadurch zusätzlich unbekannte Paktoren eingeführt, die weitere Messungen notwendig machen oder die wenigstens dia beiden Messungen nach dgr Erfindung zur genauen Bestimmung von R weniger geeignet machen. Nach einer Weiterbildung des erfindungsgema'ssen Verfahrene kann auf einfache Weise im Zweifelsfall eine Angabe über die laterale Gleichmässigkeit erhalten werden, wenn nach der Erfindung nach dieser zweiten Messung nooh eine dritte solche

^ Messung bei gleicher Positionierung der Elektroden durchgeführt wird, wobei ein Elektrodenpsar durch die Elektrode, durch die bei den beiden vorangehenden Messungen Strom hindurchgeführt wurde, und durch die bei den beiden vorangehenden Messungen zur Bestimmung der Spannung verwendete Elektrode gebildet wird, und wobei die beiden übrigen Elektroden das zweite Elektrodenpaar" bilden, während durch die Elektroden eines der erwähnten Elektrodenpaare ein Strom hindurchgeführt und zwischen den Elektroden des anderen Elektrodenpaares die zu diesem Strom gehörige Spannung bestimmt wird, wobei

k aus den Ergebnissen dieser drei Messungen Auskunft über die laterale Gleichmässigkeit der Schicht und des Uebergangs erhalten wird..

Es stellt sich heraus, wie nachstehend noch näher erläutert wird, dass eine einfache Beziehung zwischen den Messergebnifsen dieser drei Kansungen bestehen muss, so dass auf diese einfache Weise eine Prüfung nach Gleichmfissigkeit der Schicht durchgeführt werden kann. Es ist einleuchtend, dass das Verfahren nach der Erfindung dann ausser zur direkten Bestimmung von R oder mit diesem zusammenhängender Grossen auch dazu verwendet werden kann» eine Schicht nach GleichmSssigkeit zu prüfen.

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Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden vier punktfSrmige Elektroden auf einer Oberfläche der zu messenden Schicht angeordnet, wobei an der Oberfläche sich die Elektroden auf einer geraden Linie befinden, wobei die Abstände zwischen zwei aufeinander folgenden Elektroden einander gleich sind, weil in diesem Falle die übliche Vierpunkt-Messapparatur verwendet werden kann und die MegsergebnisaG auf verhältnismäasig einfache V/eise verarbeitet werden können. Dabei kann vorteilhaft das erste Elektrodenpaar durch die beiden äuaseran Elektroden und das zweite Elektrodenpaar durch die beiden inneren Elektroden gebildet werden, wobei aus den Ergebnissen an Hand einer vorher zusammengesetzten Tabelle der Schichtwiderstand oder eine mit diesem zusammenhängende Grosse ermittelt werden kann.

Ί>ϊθ Erfindung ist von besonderer Bedeutung zur Ermittlung des Schichtwiderstandes oder einer mit diesem zusammenhängenden Grosse einer Schicht vom ersten Leitfähigkeitstyp, die auf einer Schicht vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp angebracht ist.

Weiter eignet eich das Verfahren auch zur Anwendung

in denjenigen Fällen,, in denen die zu messende Schicht einen gleichrichtenden Hetgro^-Uebergang zu einer zweiten Schicht aus einem anderen Material· bildet, wobei z.B. die zu messende Schicht und das Substrat aus verschiedenen Halbleitermaterialien vom gleichen Leitfähigkeitstyp oder von entgegengesetzten Leitfähigkeitatypen bestehen, oder wobei eine der beiden Schichten eine metallische leitende Schicht ist, die z.B. einen Schottky-Uebergang mit einer Halbleiterschicht bildet. . , -

Ferner lässt sich die Erfindung besonders vorteilhaft zur Bestimmung von R oder einer mit diesem zusammenhängende Grosse

S "

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einer dünnen und hochohmigen Schicht verwenden, von der insbesondere die Dicke geringer als 6/um und der spezifische Widerstand grosser als 5 Sicm ist, weil für diese Schichten die bei dem Verfahren nach der Erfindung zu berücksichtigende Abweichung wichtig ist und gerade bei Messungen bei niedriger Spannung Abweichungen infolge der Eindringung der Erschöpfungsschicht in die zu messende Schicht gering gehalten, werden können.

Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich ausserdera

vorteilhaft bei einer Schicht vom ersten LeitfShipkeitstyp auf einer

™ Unterlage vom entgegengesetzte.n LeitfHhigkeitstyp verwenden, die

als Versuchskörper während der Anbringung einer Schicht vom ersten Leitfähigkeitstyp auf einem Substrat vom gleichen Leitfähigkeitstyp mitgeführt worden ist, wobei unter den gleichen Bedingungen eine Schicht vom ersten Leitfähigkeitstyp auf dem Versuchskörper und auf dem Substrat von ersten Leitfähigkeitstyp gebildet wird, und wobei aus dem Ergebnis der Messung an dem Versuchskörper der Schichtwiderstand oder eine mit diesem zusammenhängende Glosse der Schicht vom ersten LeitfShigkeitstyp auf dem Substrat vom k gleichen Leitfähigkeitstyp ermittelt wird.

Die durch die Messung am Versuchskörper erzielten Ergabnisse sind ein richtiges Mass für den Schichtwiderstand der betreffenden Schicht der anderen Halbleiterkörper und bei gegebener Dicke lässt sich, anschlieasend.der spezifische Widerstand der Schicht der anderen.Halbleiterkörper ermitteln. .

·,.. „Weiter lässt sich das Verfahren gemäss der Erfindung vorteilhaft zur Bestimmung von R bei der Herstellung von Schichten vom qrsten Leitfähigkeitstyp,auf Schichten vom gleichen oder vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp verwenden, wobei an der Grenz-

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fläche durch das örtliche Vorhandensein Vergrabener Schichten Inhomogenitäten in lateraler Richtung auftreten. Dabei kann vorteilhaft der Einfluss der vergrabenen Schichten erwiinschtenfalla dadurch beseitigt werden, dass das Verfahren nach der Erfindung bei einer Schicht vom ersten Leitfähigkeitstyp auf einer Unterlage vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp verwendet wird, die als Versuchskörper während der Anbringung einer Schicht vom ersten Leitfähigkeitstyp auf einem Substrat vom gleichen oder vom entgegengesetzten LeitfShigkeitstyp mitgeführt worden ist, wobei an der Grenzfläche durch das örtliche Vorhandensein vergrabener Schichten Inhomogenitäten in lateraler Richtung auftreten; aus dem Ergebnis der Messungen an dem Versuchskörper kann der Schichtwiderstand oder eine mit diesem zusammenhängende Grosse der Schicht vom ersten Leitfähigkeitstyp auf einem Substrat vom gleichen oder vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp mit an der Grenzfläche örtlich vorhandenen vergrabenen Schichten ermittelt werden.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Messvorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung, die Mittel enthält, mit deren Hilfe ein Strom durch zwei Elektroden hindurchgeführt werden kann, während zwischen zwei anderen Elektroden die Spannung bestimmt werden kann, welche vier Elektroden eine erste Elektrodenkombination bilden; dann kann eine zweite Kombination von vier Elektroden gewählt werden, wobei der Abstand zwischen mindestens zwei Elektroden von dem bei der ersten Kombination von vier Elektroden verschieden ist, und wobei durch zwei Elektroden der zweiten Kombination ein Strom hindurchgeführt und zwischen den beiden übrigen Elektroden der zweiten Kombination die Spannung bestimmt werden kann.

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Die Erfindung ist von besondnrer Bedeutung zur genauen Bestimmung des Schichtwiderstandes an sich, aber kann auch zur Bestimmung anderer mit dem Schichtwiderstand zusammenhangender GrBssen wichtig sein. Diesbezügliche Beispiele sind z.B. bei gegebenem spezifischem Widerstand /o die Dicke d oder bei gegebener Dicke d der spezifische Widerstand /O der Schicht oder die Konzentration N der den Leitfähigkeitstyp bestimmenden Verunreinigung, die wieder mit α oder R nach bekannten FormeOLn zusammenhangt. ^ Auch ist es manchmal nicht erforderlich, dass der Wert des Schichtwiderstandes an sich bekannt ist, aber wohl, dass festgestellt wird, ob dieser innerhalb eines gewissen Bereiches liegt, oder ob dieser auf einer Schicht über verschiedenen Stellen gleichmässig verteilt ist; in solchen Pollen lässt sich R direkt ermittlen

und mit dem Normwert vergleichen; auch kann R in einer anderen

mit R zusammenhängenden Grosse, wie dem auftretenden Spannungsunterschied zwischen zwei Elektroden bei konstanten anderen Parametern, ausgedrückt werden, welcher Spannungsunterschied dann innerhalb bestimmter Grenzen liegen muss. Es ist einleuchtend, dass ρ auch in derartigen Fällen die Erfindung sich vorteilhaft anwenden lässt; der Ausdruck "Bestimmung des Schichtwiderstandes oder einer mit diesem zusammenhängenden Grosse" soll daher im obenerwähnten allgemeinen Sinne verstanden werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger Ausführungsbeispiele und der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigent

Fig. 1 und 2 schematisch eine Draufsicht auf bzw. einen Querschnitt durch, die zu messende Schicht, die auf einem Substrat angebracht ist;

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Pig. 3 schematisch ein Ersatzdiagramm der zu messenden Schichtenstruktur;

Fig. 4 den Fall, dass die vier Elektroden auf einer geraden Linie und mit gleichen Abständen zwischen zwei aufeinander folgenden Mlektroden auf der zu messenden Schicht angeordnet sind;

Fig. 5 schematisch eine Messvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung;

Fig. 6, -7 und 8 graphische Darstellungen zur Anwendung bei dem Verfahren nach der Erfindung.

Bevor das Verfahren nach der Erfindung näher im Detail ■beschrieben wird, werden zunächst einige der Erfindung zugrunde liegende Berechnungen erläutert, bei denen von dem allgemeinen Fall der Verwendung vier in verschiedenen Abständen voneinander liegender Elektroden ausgegangen wird, so dass die Beziehung zwischen dem Strom, der Spannung und dem Schichtwiderstand, die bei der Messung ermittelt werden muss, bestimmt werden kann.

Fig. 1 zeigt zu diesem Zweck schematisch eine Draufsicht auf einen Halbleiterkörper, auf dem vier Punkte mit 1, 2, 3 bzw. 4 bezeichnet sind. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt längs einer Linie II-II durch den Punkt 1 und einen beliebigen Punkt P. Der Halbleiterkörper besteht aus einer Schicht 5 von einem ersten Leitfähigkeitstyp, die auf einem Substrat 6 vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp angebracht ist, das wegen der verhältnismässig groasen Dicke und des hohen Verunreinigungsgrades als gut leitend zu betrachten ist. Auf der Schicht 5 werden vier punktförmige Elektroden an den Punkten 1, 2, 3 bzw. 4 angeordnet.

Um den Spannungsunterschied zwischen zwei Elektroden, z.B. 2 und 3 zu bestimmen, wenn zwisohen den Elektroden 1 und 4

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ein Strom zugeführt wird, worden nun zunächst die Ableitungen der Ermittlung der Spannung vgegeben, die an einen beliebig gewählten Punkt P auftritt, wenn z.B. durch die Elektrode 1 ein Strom i in die Schicht eingeführt wird. Der Abstand zwischen den Punkten 1 und P wird durch die Koordinate r angedeutet. Ferner sei angenommen, dass die Dicke der Schicht in bezug auf die AbatSnde zwischen den Elektroden und die Abstände zwischen den Elektroden und dem Punkt P derart gering ist, dass ein etwa auftretender Spannungsunterachied über der Schicht in der Dickenrichtung vernachlässi^bar ist. Weiter sei angenommen, dass sich die Ränder der Schicht 5 in einer genügend grossen Entfernung von den Elektroden befinden, . damit P.andeffekte vernachlässigt werden können. Der radiale Spannungsgradient, d.h. der Spannungsabfall in der Schicht, längs z.B. der Linie II-II in Fig. 1, wird dann durch die Gleichung*

bestimmt, wobei V die Spannung in Volt,

ϊ der Abstand zwischen Punkt 1 und einem beliebigen Punkt P in cm,

d die Dicke der Schicht 5 in cm,

i(r) der Strom in Ampere,

/Oder spezifische Widerstand der Schicht in 52cm ist. In obenstehender Gleichung ist i(r) im allgemeinen nicht gleich dem Strom i durch die Elektrode 1, sondern eine Funktion von r. Da die Schicht und das Substrat nicht völlig gegeneinander isoliert sind, tritt zwischen der Sohioht 5 und dem Substrat 6 eine Stromkomponente in einer Richtung senkrecht zu i(r) auf, wie schematisch im Ersatzdiagramm nach Fig. 3 dargestellt ist. In Fig. 3 sind die

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Schicht 5 und das Substrat 6 über endliche Uebergang3Wider3t8nde R , in Sicm² ausgedrückt, miteinander verbunden, über die ein ^trom J (r), in A/cn' ausgedrückt, zu dem Substrat abfliesst. Diese Annäherung ist erlaubt, wenn, wie bei der betreffenden Ausführungsform, derart niedrige Spannungen verwendet werden, dass die Spannung über dem {τι-Uebergang den pn-Uebergang in einem Bereich in der Nähe des Ursprungs der Strom-Spannungsknunlinie einstellt, in dem die Bioden-Widerataniisverteilung R durchschnittlich in der Durchlass- und in der Sperrichtung praktisch konstant ist. Die Stromänderung von i(r) als Funktion von r wird dann durch die Gleichung:

bestimmt, während die Beziehung zwischen der Spannung V(r) und der

Stromdichte J (r) durch: '

ζ^x '

V(r) - V_b = R₀ J_z(r) (c)

bestimmt wird, wobei das Substrat als eine FlBche praktisch konstanten Potentials V, zu betrachten ist, was in der Praxis bei den üblichen Substraten mit verhältnisnfissig grosser Dicke und/oder * öhar spezifischer Lp i tfiihigke it und bei <ren üblichen kleinen ElektrooenahstSnden gestattet ist.

Durch Substituierung der Gleichungen B und C kann schlienslich dis Gleichung A als

dr* r dr
geschrieben werden» wobei V, die Spannung des Substrats darstellt

und A. gleich ( ο ) ^ ist.

Diese Gleichung bildet die Basisgleiehung für die Messungen, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, und bei gegebenen Randbedingungen kann diese "leichung aufgelöst und kann

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die Beziehung zwischen den Parametern erhalten werden. Eine Lösung füx die obenstehende; Differentialgleichung D, wenn die Randeffekte vernachlässigbar -■ aind, was in der Praxis bedeutet, dass sich die • Elektroden vorzugsweise in einem Abstand von dem Band befinden müssen, der gross in bezug auf den maximalen Abstand zwischen den Elektroden und vorzugsweise zweimal grosser als dieser maximale Abstand ist, ist die Gleichung:

V(r) - V_b - a K_o φ (E),

wobei a -.Iff "und K_Q (±)

W ter

^r die modifizierte Besselfunktion 0 Ordnung, der zweiten Art ist,

die in tabellarischer Form z.B. in M.W. Mö.Lachlan "Bessel Functions for Engineers", Clarendon Press Oxford, 2.Auflage, S.221 zu finden ist.

Wenn nun z.B. ein Strom +i*.« und ein Strom -ί_1Λ der Schicht an den Punkten 1 bzw. 4 zugeführt und die Spannungen einander überlagert werden, wird für den Spannungsunterschied zwischen den Punkten 2 und J erhalten:
V₂, _E V₂ - Tj-. A₁₄ [K₀ (^2) - K₀ (^) - K_o £g) .♦ K₀(^t)J. .(F₁)

In dieser Gleichung befinden sich bei gegebenen Abständen r. .

zwischen den Elektroden und gegebenen Strömen i... zwei Unbekannte,

/O - .
und zwar *r- und R , so dass es nicht möglich ist, durch eine

einzige Messung z.B. -τ zu bestimmen. Es sind mindestens zwei unabhängige Gleichungen erforderlich, Es ist wohl möglich, bei gegebenen ElektrodenabstSnden den zwischen L, J eingeklammerten Faktor als Funktion von Jt zu berechnen.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wild nun eine zweite Messung durchgeführt, bei der z.B. ein Strom i.., durch die

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Elektroden 1 und 3 hindurchgeführt wird, während die Spannung V_. dann zwischen den Elektroden 2 und 4 bestimmt wird. Durch 'Vertauschung der Indizes 5 und 4 in der Gleichung F.. wird für dan Spannungsunterschied V_. gefunden:

Teilung von F₁ durch F„ ergibt dann:

A^

¹4 ) Q^vJ\^y ο^Λ Λ^J o^vA^y

^a13

(1) _ _{K (}Zl) . _K

_mit !h . hi

Der zwischen I I eingeklammerte Faktor kann bei gegebenen ElektrodenabatSnden als Funktion von JV- berechnet und in einer Tabelle oder einer graphischen Darstellung in Abhängigkeit von A. verarbeitet werden. Wenn nun aus den Messergebnissen der beiden Messungen das linke Glied der Gleichung G und der Faktor -:—— bestimmt werden,

^X13 kann aus der erwähnten Tabelle -Λ. bestimmt werden. Wenn anschlies-

aend der gefundene Wert for Λ. in einer der Gleichungen F₁ oder F₀ substituiert wird, können R und -f— gesondert ermittelt werden.

Im vorangehenden Beispiel sind bei der ersten bzw. der zweiten Messung die Elektroden 1 und 4 bzw. 1 und 3 ^als stromführende Elektroden benutzt, während die übrigen Elektroden jeweils zur Spannungsbestimmung verwendet sind. Es ist einleuchtend, dass auch andere Elektroienkombinationen gewählt werden können, z.3. als stromführende Elektroden bei der err-ten Messung die Elektroden 1 und 3 und bei der zweiten Messung die Elektroden 1 und 2, wobei jeweils die beiden übrigen Elektroden zur SpannUngsbastimmung verwendet werden. Dann wird auf entsprechende Weise durch das Ansetzen analoger Gleichungen F₁ und F_ mit den betreffenden Abstünden R.. eine entsprechende Gleichung der Form G erhalten.

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Auch kann dag θ rfindungsgemiiase Verfahren mit einer Anzahl von mehr als vier Elektroden, z.B. fünf Elektroden, durchgeführt werden, von denen bei der ersten Messung vier Elektroden, und 'zwar zwei zur Stromführung (z..B. 1 und 5) und zwei zur "Spannungnbflstimmunf: (z.B. 2 und 4)-« wobei bei der zweiten Messung wieder vier nua dieser fünf Elektroden, z.B. 1 und 4 bzw, 2 und 3» verwendet werden. Auf entsprechende- Weise kann dann eine Gleichung der Form G erhalten werden und wenn der Abstand zwischen mindestens zwei Elektroden- bei der zweiten Messung von dem bei der ersten Messung verschieden ist, sind die Gleichungen F₁, F_ und G nach R und R auflösbar, weil dann die Besnelfunktionen im rechten Glied von F.. und Fp nicht identisch sind und unabhängige Gleichungen ergaben. Dazu ist es nach der Gleichung G genügend, dass entweder der Abstand zwischen den atromführonden Elektroden, oder der Abstand zwischen den zur Spannungsbestimnung verwendeten Elektroden, oder der Abstand zwischen einer der stromführenden und einer der spannungsbestimraenden Elektroden bei der zweiten Messung von dem bei der k ersten Messung verschieden ist. Veiter dürfte es einleuchten, dass nicht eine E-lektrodenkonfiguration gewählt -werden, soll, bei der bei den beiden Messungen zwar verschiedene Elektroden Anwendung finden, aber bei der die Elektroden in gleichen gegenaeitigen Abstanden liegen» weil dann die Gleichungen F₁ und F₂ identisch sind und keine gesonderte Lösung für R und R ergeben.Ferner stellt sich noch heraus, dass bei diesen Messungen auch nicht die beiden stromführenden Elektroden und die beiden spannungsbestimmenden Elektroden paarweise untereinander verwechselt werden sollen, weil dann gleichfalls die Gleichungen F₁ und F„ identisch werden. Weiter sollen .naturgemäß dirr Elektroden derart gewählt werden,

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dass tatsächlich ein Spannungsunterachipd gemessen werden kann, vas 7. .B. bedeutet, dass (He beiden spannungsbestiiniüendfln Elektroden nicht symmetrisch auf einer Aequipotentialflüche zwischen den beiden stromführenden Elektroden angeordnet werden aollen.

Aua Cbenstaheridein geht hervor, daso das Verfahren nach der Erfindung die Ermittlung von R und H mit vier oder mehr Elektroden ermöglicht, wobei dinse Elektroden nicht auf einer geraden Linie zu ließen brauchen.

Falls das Verfahren mit vier Slektroden durchgeführt wird, kann vorteilhaft noch eine dritte Messung stattfinden, die Daten über die laterale GleichmSssigkeit der Schicht erteilt. Dabei wird z.B. ein Strom i..„ zwischen der Elektrode. 1, die auch bei den vorangehenden Messungen als stromführende Elektrode verwendet wurde, und der Elektrode 2, die bei den beiden vorangehenden Messungen zur Spannungsbestimmung verwendet wurde, zugeführt, während die Spannung V, > zwischen den Elektroden 3 und .) bestimmt wird. Dann wird gefunden, dass:

Aus den Gleichungen F₁, F_? und F, lässt sich ableiten, V V V

23 24 34
dass: T-^- - -τ-²- + -r^²·

^X14 13 12
odert R₂₃₁₄ - R₂₄₁₃ + R₃₄₁₂ (F 5,

wobei R. ,.:, = -r-*· in Sl ausgedrückt ist. ijkl x_kl

Diese Beziehung gilt selbstverstSndlich nur, wenn A. in dem von den Elektroden bestrichenen Gebiet in lateraler Richtung praktisch gleichmässig ist. Da^direkt mit R und R zuaammenhöngt, kann

S O

die Gleichung F. dazu verwendet werden, auf einfache Weise die GIeichmSssigkeit.der Schicht auf dem Substrat zu prüfen. Ausserdem

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- 20 - rau.4957 ►

dann festgestellt werden, ob eine Bestimmung von R nach der

Erfindung/ zweckdienlich ist, weil auch hier angenommen wird, dass-Ji,. in dem von den Elektroden bestrichenen Gebiet praktisch konstant ist» Die Gleichmossigkeitsbedingung ist also,_L dass eine der gemessenen Grossen R. .,- * r—*■ gleich der Summe der beiden anderen Quotienten, bei den beiden anderen Messungen sein muss.

Aus Obenstehendem gebt hervor, dass das "Verfahren nach der Erfindung vorteilhaft-mit vier oder mehr als vier Elektioden durchgeführt werden kann, wobei diese Elektroden nicht auf einer geraden Linie zu liegen brauchen.

Nachstehend wird im Detail eine- bevorzugte Auaführungsform näher erläutert, bei der eine übliche Vierpunktsonde verwendet wird.

In diesem Falle liegen die Punkte 1, 2, 3 und 4 auf einer geraden Linie 1, wobei· die; Abstände zwischen zwei aufeinander folgenden Punkten jeweils gleich s sind, wie schematisch in Fig. 4 dargestellt ist, in der z.B. r^p = s, i.., = 2s, τ* . = 3s ist. Für die Spannung V₂, wird nun, wenn ein Strom i*. durch die Elektroden 1" und 4 hindurchgefübrt wird, gefunden:

V₂₅ = 2a₁₄ [Κ_ο(ζ) - K_o(2z)J. . . . .(H),

wobei ζ => — = s() ist.

., -Jx. Ά Q

■. :i O

Für den Spannungsunterschied Vp. bei der zweiten Messung wird auf analoge Weise gefunden:

24 - ^a1
und für den Spannungsunterschied V,. bei der dritten Messung wird

gefunden«

■^V54 ^{= a}12 Γ^Κο<^ζ) - 2K_o(2z)₊K_o(3z)] ............ .(L).

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- 21 - pflTT.4937.

Da a. . gleich ist, könnon dieae Gleichungen auch als

ⁱ¹⁴ ß -

^R2413 " ΤΈΊ L

^R3412 ^a 2lTd L^K

geschrieben werden. Es lässt sich leicht feststellen, dass auch in diesem Falle die Beziehung F. gilt, und zwars ^R2314 ^a ^R _?413 ^{+ R}5412-

2314 In den Fig. 7 und 6 sind die Grossen — -*· bzw.'

_r -, ^H2413

f..(z) =* / 2K (2) - 2K (2z)]in graphischer Form als Funktion von ζ dargestellt.

Die Erfindung wird nachstehend im Detail an Hand eines praktischen Ausführungsbeispieles erlSutert, das schematisch in Fig. 5 dargestellt ist, in der vier Elektroden 1, 2, 3 und 4 auf einer Schicht 5 vom ersten Leitfähigkeitstyp angeordnet sind, die auf einem Substrat 6 vom entgegengesetzten LeitfShigkeitatyp angebracht ist. In diesem Falle ist die Schicht 5 eine 5t5/U^m dicke, hochohmige epitaktische Schicht aus η-leitendem Silicium, die gleichmässig mit Phosphor dotiert ist, während das Substrat 6 aus einer 300 /um dicken, gleichmässig mit Bor dotierten Schicht aus p-leitendem Silicium besteht. FUr die Elektroden können die Punktelektroden eines Vierpunktmessgerätes, das z.B. von der Firma A. und M. Fell (Manf.)Ltd. in den Handel gebracht wird, Anwendung finden. Die Dicke der Schicht 5 ist gering in bezug auf den Abstand zwischen den Elektroden und ist vorher einzeln bestimmt. Die Elektroden selber werden vorzugsweise in der Mitte auf der Scheibe, deren Durchmesse! etwa 25 mm betrögt, angeordnet, Der Abstand s zwischen zwei aufeinander folgenden Elektroden beträgt 6.6 10 cm.

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- 22 - PIIN.4937·

Die Elektrode 1 ist leitend mit einer Vorrichtung J zum Messen von Strömen verbunden. Diese Vorrichtung kann z.B. ein Mikroampermeter sein, dessen anderer Kontakt über eine Stromquelle 8 mit dem festen oder Schaltkontakt 9 einer Platte 10 eines Dreiplattenschaitars S₁ vprbunden ist. Der feste Kontakt 9 kann mittels des Läufers 11 abwechselnd mit den Kontakten 22, 23 und 24 der Platte 10 verbunden werden, die leitend mit den Elektroden 2, 3 bzw. 4 und mit den Kontakten 22, 2} bzw. 24 der Platten 12 und 13 des Schalters S.. verbunden sind, deren feste Kontakte leitend mit einer Vorrichtung 14 zur Bestimmung von Spannungen verbunden sind. Diese Vorrichtung kann z.B. ein Voltmeter sein, dessen Eingangsimpedanz vorzugsweise derart hoch ist, dass der das Voltmeter durchfliegende Strom während der Messungen vernachlässigbar ist.

Die Kontakte auf den drei Platten des Schalters S₁ sind derart miteinander verbunden, dass in jeder der drei Lagen des Schalterg S^ ein Paar der Elektroden 2, 3 und 4 an das Voltmeter 14 angeschlossen ist, während die verbleibende Elektrode mit der Stromquelle 8 verbunden ist. Die Messungen wurden nun wie folgt durchgeführt j zunächst wurde ein Strom i... durch die Elektroden 1 und 4 hindurchgeführt, während die Spannung V«, zwischen den Elektroden 2 und 5 bestimmt wurde. Mit Hilfe der Mesavorrichtungen 7 und 14 wurden ein Strom i... von 0,5/uA bzw. eine zugehörige Spannung von 1,56 mV gemessen, wobei sich eine Spannung

KT über dem pn-Uebergang ergab, die tatsächlich kleiner als ·=— oder

kleiner als 10 mV ist. Daraus lässt sich errechnen, dass Rp^Id. ^β -r^. = 2.72 1O³JIiSt.

Dann würde mittels des Schalters S₁ ein Strom durch die Elektroden 1 und 3 hindurchgeführt, während die Spannung

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- 23 - PÄ.4957-

zwischen den Elektroden 2 und 4 bestimmt wurde. Γη: diesem Falle wurde der Stron i.., wieder auf 0,5/uA gesetzt, während die züge-

13 I

hörige Spannung 1,01 mV betrug·. Aus diesen Ergebnissen lässt sich errechnen, dasa:

-r^ - 2.02 1Gr Sl ist.

H5
Anschliessend wurde noch eine dritte Messung durchgeführt, bei der ein Strom durch die Elektroden -T und 2 hindurchgeführt wurde, während die Spannung zwischen den Elektroden 3 und 4 bestimmt wurde.

In diesem Falle war:

ρ O.35IO"³ _{n 7 1n}5 η
^R541? ⁼ O,51O-^{6 ü}-' ■■"■ ^u '■

Aus den erzielten Ergebnissen lässt sich errechnen, dass

1,55 ia"t» woraus nach der graphischen Darstellung der Fig.7 folgt, dass ζ = 0,51' oder dass ζ *» 0,096 ist.

Aus den Messergebnissen der drei Messungen lässt sich weiter feststellen, dass die Ermittlung von ζ zweckdienlich ist, weil praktisch die Anforderung erfüllt ist, dass R₅₇₁ _A - ^-ολλι ⁺ ^AI2 Der auf diese Weise gefundene Wert von ζ kann nun in der Gleichung:

substituiert werden, wobei aus der graphischen Darstellung 6 ermittelt werden kann, dass für den gefundenen Wert von ζ der Faktor f_t(z) « f"2K_o(z) - 2K_o(2z)"] gleich 1,18 ist, woraus für den

Schichtwiderstand -r folgt, dass:

P 2.72 1O⁵Jc2 3C ₊ .- _ΛΛ _h . .

-r -» '—ζ—— =1,45 10 ohm ist.

α ι,ισ

Ausaerdem kann aus»
2 s²/>

errechnet werden, dass in diesem Falle der Wideiatand R gleich 6.63IO Sl cm² ist. Da die Dicke'der Schicht 5»5/un beträgt, kann

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- 24 - ΓΗΝ.4937»

aus dem gefundenen Wert des Gchichtwidexstandes errechnet werden, "' dass der spezifische Widerstand der Schicht 8,0 Stem baträgt« Daraus folgt, dass die Dotierungskonzentration etwa 5·5 10 Dotierungsatome pro cm³ betrfigt.

Dabei soi bemerkt, dass nach einem üblichen Verfahren zur Bestimmung des Quadratwi.-larstandes aus z.B. Rp^i/i ⁼ ^.72 10"Ji gefunden werden würde, dass -r = 1.2? 10 Siiat, was mehr als 10 ^c/o niedriger als der nach der Erfindung berechnete Wert ist.

Ss ist einleuchtend, daas sich die Erfindung nicht auf das obenbeschriebene Ausführungsbeiapiel beschränkt, sondern dass im Rahmen der Erfindung noch viela Abwandlungen möglich sind. So ist as z.B. nicht notwendig, dass die drei Messungen bei jeweils dem gleichen Strom durchgeführt werden. Auch eignen sich andere als die hier verwendeten Kombinationen von Elektroden zur Be-

tr

Stimmung des Schichtwiderstandes oder einer mit diesem Widerstand zusammenhängenden Grosse nach der Erfindung. Aus Obenstehendem geht auch hervor, dass die vier Elektroden nicht notwendigerweise auf einer geraden Linie in gleichen Abständen voneinander zu liegen brauchen und dass auch mehr als vier Elektroden verwendet werden

können.

Das Verfahren nach der Erfindung kann z.B. auch mit. einer Streuungswiderstandsmessung kombiniert werden, wobei der Stieuungswiderstand der PunkteIektxoden-"bestimmt wird, wodurch P und d gesondert bestimmt werden können. Dies lässt sich u.a. dadurch erzielen, dass eine zusätzliche Messung durchgeführt wird, bei der die Elektroden, zwischen denen die Spannung bestimmt wird, mit einem zusätzlichen Parallelwiderstand bekannter Grosse verbunden werden, wonach die Spannung zwischen diesen Elektroden aufs

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- ?5 - FHN.4937.

neue bestimmt wird.

Ferner kann vorteilhart statt einer üblichen Vierrunktsonde mit meta]Jenen Spitzen, die verschlaissempfindlich sind, und auaserdom eine Gefahr vor Beschädigung der Oberfläche mit sich bringen, auf gleiche V/eise eine Messonde angewandt werden, in der ifber vier "benachbarte Durchbohrungen in einem Isolierblock eine leitende Flüssigkeit, z.B. Quecksilber, als Elektrode mit einer auf dem mit den Durchbohrungen versehenen Block anzubringenden Schicht in Kontakt gebracht wird.

Die zu messende Schicht kann auch einen Teil eines Versuchskörpers "bilden, tier während der Anbringung der Schicht auf anderen Körpern, z.B. vom gleichen Leitfh'higkeitstyp, mitgeführt -worden ist und somit Auskunft über den Schichtwiderstand der anderen Körper erteilen kann. *

Statt mit Gleichstrom kann die Messung natuigemSss auch mit Wechselstrom bzw. Wechselspannung durchgeführt werden, wo"bei der Uebergangswiderstand gegebenenfalls bei höheren Frequenzen als eine konstante Impedanz berücksichtigt werden kann.

Ferner dürfte es einleuchten, dass bei dem Verfahren und der Messvorrichtung nach der Erfindung vorteilhaft eine elektronische Rechenanlage verwendet werden kann, die bei Zufuhr der Mesgergebnisse direkt z.B. die verlangte Grosse R liefert und somit eine automatische Testvorrichtung "bildet.

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Claims

- 26 - PTN.4957. PATENTANSPRÜPJCHR:

1.| Verfahren zur Ermittlung des Schiehtwiderstandes oder einer mit dem Schichtwiderstand zusammenhängende Grosse, insbesondere bei der Herstellung einer Halbleiteranordnung, bei dem mindestens vier Elektroden in gleichen AbstSnden voneinander auf einer zu messenden Schicht angeordnet werden, die über einen gleichrichtenden Uebergang, insbesondere einen pn-Uebergang, in eine zweite Schicht übergeht,- wobei zwischen zwei Elektroden ein

»Strom zugeführt wird, wShrend zwischen zwei anderen Elpktroien die zu diesem Strom gehörige Spannung bestimmt wird, wobei aus den Ergebnissen der Messung der Schichtwiderstand oder eine mit dem Schichtwiderstand zusammenhängende Grosse ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Anordnung der Elektroden auf der zu messenden Schicht mindestens zwei solcher Messungen mit gleicher Positionierung der Elektroden auf der Schicht durchgeführt werden; dass diese Messungen bei einem Spannungsunterschied zwischen den beiden stromführenden Elektroden durchgeführt werden, bei dem über dem gleichrichtenden Uebergang bzw. dem pn-Uebergang ein " Spannungsunterschied in einem Bereich von Spannungen über dem gleichrichtenden bzw. dem pn-Uebergang erhalten wird, in dem sich dieser Uebergang wie ein praktisch konstanter Widerstand verhält, vorzugsweise in der Nähe des Nullpunktes der Strom-Spannungskennlinie; dass bei der ersten Messung ein ?tiom durch zwei Elektroden (nachstehend als das erste Elektrodenpaar bezaiohnet) hindurchgeführt wird, während die Spannung zwischen zwei anderen Elektroden (nachstehend als das zweite Elektrodenpaar bezeichnet) bestimmt wird; dass bei der zweiten Messung vier Elektroden verwendet werden,

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- 27 - . FHN.4937.

wobei der Abstand zwischen mindestens zwei Elektroden von dem bei der ersten Messung verschieden ist, und wobei durch r.wei dieser Elektroden ein Strom hindurchgeführt wird, während'zwischen den beiden übrigen Elektroden din Spannung bestimmt wird; und dass aus den Ergebni sen dieser Messungen der Schichtwiderstand oder eine nit dinsen Widerstand zusammenhängende Grosse ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vier Elektroden auf der zu messenden Schicht angeordnet werden; daaa bei der zweiten Messung ein Strom durch eine Elektrode des ersten Elektroden]aares und durch eine Elektrode des zweiten Elektrodenpaares hindurchge führt wird, während die Spannung zwischen den verbleibenden Elektroden des ersten und des zweiten Slektrodenpaarea bestimmt wird} und dass aus den Ergebnissen der beiden Messungen der Schichtwiderstand oder eine nit diesem Widerstand zusammenhangende Grösae ermittelt wird,

J. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Ergebnissen der Messungen der TJebergangswider stand zwischen den beiden S-chichten ermittelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der zweiten Messung eine dritte solche Messung bei gleicher Positionierung den Elektroden durchgeführt wird, wobei ein Elektrodenpaar durch die Elektrode, durch die bei den beiden vorangehenden Messungen Strom hindurchgeführt wurde, und durch die bei den beiden vorangehenden Messungen zur Bestimmung der Spannung verwendete Elektrode gebildet wird, während die beiden übrigen Elektroden das zweite Elektrodenpaar bilden, wobei durch die Elektroden einea der beiden ezwShnten Elektiodenpaaie ein Strom bindurehgefßhrt wird, während zwischen den Elektroden des anderen

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- 28 - PUN.4957.

Elektrodenpaares die zu diesem Strom gehörige Spannung bestimmt wird, wobei aus den Ergebnissen der drei Messungen Auskunft über die laterale Gleichmässigkeit der Schicht und des Uebergangs erhalten wird »

5· Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vier punktförmig Elektroden auf einer Oberfläche der zu messenden Schicht angeordnet werden, wobei an der Oberfläche sich die Elektroden auf einer geraden Linie

k befinden und je zwei aufeinander folgende Elektroden in gleichen Abständen voneinander liegen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Elektrodenpaar durch die beiden äu«seren Elektroden gebildet wird, während das zweite Elektrodenpaar durch die beiden inneren Elektroden gebildet wird, wobei aus den Ergebnissen an Hand einer vorher zusammengesetzten Tabelle der Schichtwiderstand oder eine mit diesem Widerstand zusammenhängende Gröase ermittelt wird. 7· Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messungen bei derart niedrigen Spannungen zwischen den stromführenden Elektroden durchgeführt werden, dass die Spannung über dem Uebergang niedriger

- KT KT

als — und vorzugsweise niedriger als -=— ist.

Θ. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einer Schicht vom ersten Leitfähigkeitstyp verwendet wird, die auf einer Schicht vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp angebracht ist. 9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einer dünnen und hochohraigen Schicht verwendet

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--29 -" ' . ΤΗΝ.4937.

wird, deren Dicke vorzugsweise kleiner ata 6/umund deren spezifisch«^ Widerstand f-rrörser als 5 Sicm ist.

10. 7erfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei ein.pr Uchicht vom ernten Lo itfähigkeitstyp verwendet wird, die auf einer Unterlage vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp angebracht ist, die als Versuchakörper während der Anbringung einer Schicht vom ersten Leitfähigkeitstyp auf einem Substrat vom gleichen Leitfäbigkeitstyp mitgeführt worden ist, wobei unter dan gleichen Bedingungen eine Schicht vom ersten LeitfShigkeitstyp auf dein Versuchakörper und auf dem Substrat vom erster Leitfähigkeitstyp gebildet wird; und dasr. aus dem Ergebnis der Messung an dem Versuchskörper der. Schichtwiderstand oder eine mit diesem Widerstand zusammenhängende Grosse der Schicht vom ersten Leitfähigkeitstyp auf dem Substrat vom gleichen LeitfShigkeitstyp ermittelt wird.

11, ' Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, datjs das Verfahren bei einer Schicht von ersten Leitfähigkeitstyp auf einer Unterlage vom "entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp verwendet wird, die als Verauchskörpar während der Anbringung der Schicht vom ersten Laitfä'higkeitstyp auf einem Substrat vom entgegengesetzten Leitfa'higkeitstyp mitgeführt worden ist, wobei an der Grenzfläche zwischen der Schicht und dem Substrat örtlich vergrabene Schichten vom ersten Leitfähigkeitstyp vorgesehen sind; und dasn aus dem Ergebnis der Messungen an dem Versuchskörper der Schichtwiderstand oder eine mit diesem Widerstand zusammenhängende Grosse dar Schicht vom ersten iLeitfühigkaitstyp auf einem Substrat vom entgegengesetzton Lei hfähigkeitatyp mit den an der Grenzfläche zwischen der Schicht und dem Substrat örtlich vorhandenen

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BAD ORIGINAL

- 3.γ· - VHN. 4 937--

vergrabenen Schichten vorn ernten Le itf Shigkei ts typ ermittelt wird.

12. Measvorrichtung -vura Durchführen eines Verfahrens nach einem oder mehreren der'vorangehenden Ansprüche, die mindestens vier Elektroden enthält, die in gleichen Abständen voneinander liegen, wobei durch zwei Elektroden ein Strom hindurchgeführt werden kann, während zwischen zwei anderen Elektroden die Spannung bestimmt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, mit deren Hilfe ein Strom durch zwei Elektroden hindurch^eführt

fc werden kann, während zwischen zwei anderen Elektroden die Spannung bestimmt werden kann, welche vier Elektroden eine erste ülektrodenkombination bilden, wobei ferner eine zweite Kombination von vier Elektrodan gewählt warden kann, wobei der Abstand zwischen mindestens zwei Elektroden von dem bei der ersten Kombination von vier Elektroden verschieden ist, wobei durch zwei Elektroden der zweiten Kombination ein Strom hind.urchgeführt werden kann, während zwischen den beiden übrigen Elektroden der zweiten Kombination die Spannung bϋ 31 ircrr. t we r d e η kan π.

13. Halbleiteranordnung hergestellt unter Anwendung eines W Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11.

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SAD