JP2001024041A - キャリアプロファイル検出方法 - Google Patents
キャリアプロファイル検出方法Info
- Publication number
- JP2001024041A JP2001024041A JP11198841A JP19884199A JP2001024041A JP 2001024041 A JP2001024041 A JP 2001024041A JP 11198841 A JP11198841 A JP 11198841A JP 19884199 A JP19884199 A JP 19884199A JP 2001024041 A JP2001024041 A JP 2001024041A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- junction
- carrier profile
- detected
- depletion layer
- relationship
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 31
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 26
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 28
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 16
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000012050 conventional carrier Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005211 surface analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/302—Contactless testing
- G01R31/308—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
- G01R31/311—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation of integrated circuits
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/282—Testing of electronic circuits specially adapted for particular applications not provided for elsewhere
- G01R31/2831—Testing of materials or semi-finished products, e.g. semiconductor wafers or substrates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易かつ制約なくキャリアプロファイルを検
出できるキャリアプロファイル検出方法を提供する。 【解決手段】 キャリアプロファイル検出方法１００で
は，測定工程１１０において，バイアス電圧を印加した
ＰＮ接合部１５０（図２）に対し照射位置を移動させな
がらレーザ光Ｐ１（図２）を照射して，照射位置とＯＢ
ＩＣとの関係を検出する。第１解析工程１２０では，測
定工程１１０で検出される関係から，ＰＮ接合部１５０
に生じる空乏層の伸び幅とバイアス電圧との関係を検出
する。第２解析工程１３０では，第１解析工程１２０で
検出される関係から，ＰＮ接合部１５０のキャリアプロ
ファイルを検出する。
出できるキャリアプロファイル検出方法を提供する。 【解決手段】 キャリアプロファイル検出方法１００で
は，測定工程１１０において，バイアス電圧を印加した
ＰＮ接合部１５０（図２）に対し照射位置を移動させな
がらレーザ光Ｐ１（図２）を照射して，照射位置とＯＢ
ＩＣとの関係を検出する。第１解析工程１２０では，測
定工程１１０で検出される関係から，ＰＮ接合部１５０
に生じる空乏層の伸び幅とバイアス電圧との関係を検出
する。第２解析工程１３０では，第１解析工程１２０で
検出される関係から，ＰＮ接合部１５０のキャリアプロ
ファイルを検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，ＰＮ接合部を有す
る半導体装置のキャリアプロファイル検出方法に関す
る。
る半導体装置のキャリアプロファイル検出方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】大規模集積回路（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌ
ｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ；以下，「ＬＳＩ」という。）のデ
バイス開発では，その初期にトランジスタの特性を位置
づけることが非常に重要である。かかる特性の位置づけ
が不十分・不正確な場合，後の工程変更によってトラン
ジスタ特性が変動した際に，回路変更を要する修正など
の大がかりな作業に発展することも珍しくないためであ
る。したがって，トランジスタの特性を決定づけるキャ
リアプロファイルの早期修正は，デバイス開発の初期段
階で非常に重要な意味を持っており，開発ＴＡＴの短縮
に対して占める割合が大きい。
ｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ；以下，「ＬＳＩ」という。）のデ
バイス開発では，その初期にトランジスタの特性を位置
づけることが非常に重要である。かかる特性の位置づけ
が不十分・不正確な場合，後の工程変更によってトラン
ジスタ特性が変動した際に，回路変更を要する修正など
の大がかりな作業に発展することも珍しくないためであ
る。したがって，トランジスタの特性を決定づけるキャ
リアプロファイルの早期修正は，デバイス開発の初期段
階で非常に重要な意味を持っており，開発ＴＡＴの短縮
に対して占める割合が大きい。
【０００３】そこで，一般には，ＬＳＩのデバイス開発
の初期段階において，トランジスタのウェル，ソース／
ドレイン，ＬＤＤ，チャネルストップの深さ等の不純物
ドープ領域のキャリアプロファイルを最適に設定するた
めに，例えばイオン注入や熱拡散等の不純物ドープ領域
を形成するための不純物ドープ法の条件の検討が行われ
る。そして，設定した条件に従いトランジスタが作製さ
れ，該トランジスタの特性の検証が行われる。
の初期段階において，トランジスタのウェル，ソース／
ドレイン，ＬＤＤ，チャネルストップの深さ等の不純物
ドープ領域のキャリアプロファイルを最適に設定するた
めに，例えばイオン注入や熱拡散等の不純物ドープ領域
を形成するための不純物ドープ法の条件の検討が行われ
る。そして，設定した条件に従いトランジスタが作製さ
れ，該トランジスタの特性の検証が行われる。
【０００４】かかるトランジスタの特性の検証において
は，しばしば机上の検討と実特性とが異なることがあ
る。この様に，机上の検討と実特性とが異なる場合，実
際のキャリアプロファイルを確認し机上の検討結果との
整合を確認する作業が必要となる。
は，しばしば机上の検討と実特性とが異なることがあ
る。この様に，机上の検討と実特性とが異なる場合，実
際のキャリアプロファイルを確認し机上の検討結果との
整合を確認する作業が必要となる。
【０００５】現在，一般的に，トランジスタなどの半導
体デバイスのキャリアプロファイル検出方法には，例え
ば，ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ
Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；２次イオン質量分析）法
やパルスＣ−Ｖ法が用いられている。
体デバイスのキャリアプロファイル検出方法には，例え
ば，ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ
Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；２次イオン質量分析）法
やパルスＣ−Ｖ法が用いられている。
【０００６】ＳＩＭＳ法は，１次イオンの照射により試
料表面に生じるスパッタリング現象を基礎とし，該スパ
ッタリング現象で発生する２次イオンを質量分析計によ
り質量分析して，試料の構成成分の定性，定量を行う手
法である。ＳＩＭＳ法は，現在行われている表面分析の
手法の中で最も感度が高く，極微量の分析が可能であ
る。不純物のデプスプロファイル測定では，試料表面か
ら数μｍ程度の深さに含まれる不純物の分布を調べる用
途で使用されることが多い。ＳＩＭＳ法は，分布領域の
大きさが通常１００μｍ以下の試料に用いられる。
料表面に生じるスパッタリング現象を基礎とし，該スパ
ッタリング現象で発生する２次イオンを質量分析計によ
り質量分析して，試料の構成成分の定性，定量を行う手
法である。ＳＩＭＳ法は，現在行われている表面分析の
手法の中で最も感度が高く，極微量の分析が可能であ
る。不純物のデプスプロファイル測定では，試料表面か
ら数μｍ程度の深さに含まれる不純物の分布を調べる用
途で使用されることが多い。ＳＩＭＳ法は，分布領域の
大きさが通常１００μｍ以下の試料に用いられる。
【０００７】しかしながら，ＳＩＭＳ法は，装置構成が
大がかりであり，その装置の使用にも習熟を要する。し
たがって，ＳＩＭＳ法を用いたキャリアプロファイル検
出方法は，半導体装置の不純物若しくはキャリアのプロ
ファイルを簡易に評価することが難しい。
大がかりであり，その装置の使用にも習熟を要する。し
たがって，ＳＩＭＳ法を用いたキャリアプロファイル検
出方法は，半導体装置の不純物若しくはキャリアのプロ
ファイルを簡易に評価することが難しい。
【０００８】（ｂ）パルスＣ−Ｖ法は，キャパシタのＣ
−Ｖ特性を測定し，電気的に酸化膜下若しくはＰＮ接合
部でのキャリアプロファイルを得る方法である。パルス
Ｃ−Ｖ法は，比較的容易にキャリアプロファイルを得る
ことができる。しかしながら，パルスＣ−Ｖ法は，基本
的にＴＥＧレベルでの評価が主で，デバイスレベルでの
応用が困難である。したがって，パルスＣ−Ｖ法を用い
たキャリアプロファイル検出方法は，キャリアプロファ
イルをデバイスレベルで評価することが難しい。
−Ｖ特性を測定し，電気的に酸化膜下若しくはＰＮ接合
部でのキャリアプロファイルを得る方法である。パルス
Ｃ−Ｖ法は，比較的容易にキャリアプロファイルを得る
ことができる。しかしながら，パルスＣ−Ｖ法は，基本
的にＴＥＧレベルでの評価が主で，デバイスレベルでの
応用が困難である。したがって，パルスＣ−Ｖ法を用い
たキャリアプロファイル検出方法は，キャリアプロファ
イルをデバイスレベルで評価することが難しい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は，従来のキャ
リアプロファイル検出方法が有する上記その他の問題点
に鑑みて成されたものであり，キャリアプロファイルを
簡易かつ簡便に少ない制約の下で測定することができ
る，キャリアプロファイル検出方法を提供することを目
的とする。
リアプロファイル検出方法が有する上記その他の問題点
に鑑みて成されたものであり，キャリアプロファイルを
簡易かつ簡便に少ない制約の下で測定することができ
る，キャリアプロファイル検出方法を提供することを目
的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，請求項１に記載の発明は，ＰＮ接合部を有する半導
体装置のキャリアプロファイル検出方法において，バイ
アス電圧を印加したＰＮ接合部に対し照射位置を移動さ
せながら光を照射して照射位置とＰＮ接合部に生じる光
起電力との関係を検出する第１工程と，第１工程で検出
される関係からＰＮ接合部に生じる空乏層の伸び幅とバ
イアス電圧との関係を検出する第２工程と，第２工程で
検出される関係からＰＮ接合部のキャリアプロファイル
を検出する第３工程とを含む構成を採用する。
に，請求項１に記載の発明は，ＰＮ接合部を有する半導
体装置のキャリアプロファイル検出方法において，バイ
アス電圧を印加したＰＮ接合部に対し照射位置を移動さ
せながら光を照射して照射位置とＰＮ接合部に生じる光
起電力との関係を検出する第１工程と，第１工程で検出
される関係からＰＮ接合部に生じる空乏層の伸び幅とバ
イアス電圧との関係を検出する第２工程と，第２工程で
検出される関係からＰＮ接合部のキャリアプロファイル
を検出する第３工程とを含む構成を採用する。
【００１１】かかる構成を有する本項記載の発明では，
第２工程において，第１工程で検出された関係から空乏
層端部の位置を特定し，空乏層の伸び幅とバイアス電圧
との関係を検出することができる。なぜなら，一般に，
ＰＮ接合部では，空乏層に光が照射された場合と空乏層
以外の領域に光が照射された場合とで検出される光起電
力の大きさが相違するためである。
第２工程において，第１工程で検出された関係から空乏
層端部の位置を特定し，空乏層の伸び幅とバイアス電圧
との関係を検出することができる。なぜなら，一般に，
ＰＮ接合部では，空乏層に光が照射された場合と空乏層
以外の領域に光が照射された場合とで検出される光起電
力の大きさが相違するためである。
【００１２】また，本項記載の発明では，第３工程にお
いて，第２工程で検出された関係からキャリアプロファ
イルを検出することができる。なぜなら，一般に，ＰＮ
接合部では，空乏層の伸び幅は，バイアス電圧及び空乏
層内のキャリア濃度（活性化された不純物の濃度）に依
存して変化するためである。
いて，第２工程で検出された関係からキャリアプロファ
イルを検出することができる。なぜなら，一般に，ＰＮ
接合部では，空乏層の伸び幅は，バイアス電圧及び空乏
層内のキャリア濃度（活性化された不純物の濃度）に依
存して変化するためである。
【００１３】以上のように，本項記載の発明によれば，
ＰＮ接合に発生する光起電力の検出という比較的簡易に
しかもデバイスレベルで実施可能な測定を通して，キャ
リアプロファイルを検出することができる。
ＰＮ接合に発生する光起電力の検出という比較的簡易に
しかもデバイスレベルで実施可能な測定を通して，キャ
リアプロファイルを検出することができる。
【００１４】請求項２に記載の発明は，第１工程では，
相互に異なる２以上の照射角で光の照射を行った場合に
ついて，照射位置とＰＮ接合部に生じる光起電力との関
係を検出する構成を採用する。一般に，空間上の点は，
当該点を通過する２直線の交点として決定することがで
きる。したがって，本項記載の発明によれば，相互に異
なる２以上の照射角で光照射を行うことにより，空乏層
端の位置を３次元的に特定することができる。
相互に異なる２以上の照射角で光の照射を行った場合に
ついて，照射位置とＰＮ接合部に生じる光起電力との関
係を検出する構成を採用する。一般に，空間上の点は，
当該点を通過する２直線の交点として決定することがで
きる。したがって，本項記載の発明によれば，相互に異
なる２以上の照射角で光照射を行うことにより，空乏層
端の位置を３次元的に特定することができる。
【００１５】請求項３に記載の発明は，第３工程では，
ＰＮ接合部が階段接合を成すと仮定して，不純物濃度分
布の検出を行う構成を採用する。また，請求項４に記載
の発明は，第３工程では，第１極性の不純物濃度が第２
極性の不純物濃度より十分に大きいと仮定して，不純物
濃度分布の検出を行う構成を採用する。
ＰＮ接合部が階段接合を成すと仮定して，不純物濃度分
布の検出を行う構成を採用する。また，請求項４に記載
の発明は，第３工程では，第１極性の不純物濃度が第２
極性の不純物濃度より十分に大きいと仮定して，不純物
濃度分布の検出を行う構成を採用する。
【００１６】さらにまた，請求項５に記載の発明は，Ｐ
Ｎ接合部は，ウェハに対しウェハと逆極性の不純物をウ
ェハの主面側から熱拡散によりドープすることによって
形成されたものであり，第１工程での光の照射はウェハ
の主面に対して行われる構成を採用する。
Ｎ接合部は，ウェハに対しウェハと逆極性の不純物をウ
ェハの主面側から熱拡散によりドープすることによって
形成されたものであり，第１工程での光の照射はウェハ
の主面に対して行われる構成を採用する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下，本発明の好適な実施形態に
ついて，添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚，
以下の説明及び添付図面において，同一の機能及び構成
を有する構成要素については，同一符号を付することに
より，重複説明を省略する。
ついて，添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚，
以下の説明及び添付図面において，同一の機能及び構成
を有する構成要素については，同一符号を付することに
より，重複説明を省略する。
【００１８】（第１実施形態）図１及び図２を参照しな
がら，第１実施形態について説明する。ここで，図１
は，本実施形態に係るキャリアプロファイル検出方法１
００の概略的な流れ図であり，図２は，キャリアプロフ
ァイル検出方法１００についての説明図である。
がら，第１実施形態について説明する。ここで，図１
は，本実施形態に係るキャリアプロファイル検出方法１
００の概略的な流れ図であり，図２は，キャリアプロフ
ァイル検出方法１００についての説明図である。
【００１９】なお，以下の説明及び添付図面において
は，試料として図２（ａ）に平面図を示すＰＮ接合部１
５０を用いた場合のキャリアプロファイルの検出を例示
する。図２（ａ）に示すように，ＰＮ接合部１５０は，
接合位置Ｊ１を境にしてＮ型領域１５４とＰ型領域１５
６とに分かれている。図２（ｃ）には，ＰＮ接合部１５
０の概略的なキャリアプロファイルを示す。
は，試料として図２（ａ）に平面図を示すＰＮ接合部１
５０を用いた場合のキャリアプロファイルの検出を例示
する。図２（ａ）に示すように，ＰＮ接合部１５０は，
接合位置Ｊ１を境にしてＮ型領域１５４とＰ型領域１５
６とに分かれている。図２（ｃ）には，ＰＮ接合部１５
０の概略的なキャリアプロファイルを示す。
【００２０】本実施形態に係るキャリアプロファイル検
出方法１００は，試料の観察面と水平な方向の１次元キ
ャリアプロファイルを検出する方法である。図１に示す
ように，キャリアプロファイル検出方法１００では，第
１工程に相当する測定工程１１０と第２工程に相当する
第１解析工程１２０と第３工程に相当する第２解析工程
１３０とが行われる。
出方法１００は，試料の観察面と水平な方向の１次元キ
ャリアプロファイルを検出する方法である。図１に示す
ように，キャリアプロファイル検出方法１００では，第
１工程に相当する測定工程１１０と第２工程に相当する
第１解析工程１２０と第３工程に相当する第２解析工程
１３０とが行われる。
【００２１】測定工程１１０では，図２（ｂ）に示すよ
うに，ＰＮ接合部１５０のＯＢＩＣ観察により，レーザ
光Ｐ１の照射位置とＰＮ接合部１５０に生じるＯＢＩＣ
（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｅａｍ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｕｒ
ｒｅｎｔ；光誘起電流）との関係を検出する。なお，Ｏ
ＢＩＣ観察は，レーザ光の照射により試料内に電子正孔
対を発生させ，該電子正孔対を内部電界によりドリフト
させてＯＢＩＣとして検出し，該ＯＢＩＣの検出結果を
通して半導体内部の様子を観察する手法である。
うに，ＰＮ接合部１５０のＯＢＩＣ観察により，レーザ
光Ｐ１の照射位置とＰＮ接合部１５０に生じるＯＢＩＣ
（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｅａｍ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｕｒ
ｒｅｎｔ；光誘起電流）との関係を検出する。なお，Ｏ
ＢＩＣ観察は，レーザ光の照射により試料内に電子正孔
対を発生させ，該電子正孔対を内部電界によりドリフト
させてＯＢＩＣとして検出し，該ＯＢＩＣの検出結果を
通して半導体内部の様子を観察する手法である。
【００２２】測定工程１１０では，バイアス電圧の印加
によりＰＮ接合部１５０に内部電界及び空乏層を発生さ
せる。そして，ＰＮ接合部１５０に対し主面に相当する
観察面１５２と略垂直な方向からレーザ光Ｐ１を照射し
て，ＰＮ接合１５０に発生したＯＢＩＣをＯＢＩＣアン
プ１６０により増幅・検知する。測定工程１１０では，
レーザ光Ｐ１により観察面１５２上全面をスキャンしな
がらかかるＯＢＩＣの検知を実施する。結果として，測
定工程１１０では，観察面１５２におけるレーザ光Ｐ１
の照射位置とＰＮ接合部１５０に生じるＯＢＩＣとの関
係を検出することができる。
によりＰＮ接合部１５０に内部電界及び空乏層を発生さ
せる。そして，ＰＮ接合部１５０に対し主面に相当する
観察面１５２と略垂直な方向からレーザ光Ｐ１を照射し
て，ＰＮ接合１５０に発生したＯＢＩＣをＯＢＩＣアン
プ１６０により増幅・検知する。測定工程１１０では，
レーザ光Ｐ１により観察面１５２上全面をスキャンしな
がらかかるＯＢＩＣの検知を実施する。結果として，測
定工程１１０では，観察面１５２におけるレーザ光Ｐ１
の照射位置とＰＮ接合部１５０に生じるＯＢＩＣとの関
係を検出することができる。
【００２３】さらに，測定工程１１０では，ＰＮ接合部
１５０に一のバイアス電圧を印加した状態でレーザ光Ｐ
１の照射位置とＯＢＩＣとの関係を検出した後，ＰＮ接
合部１５０に印加するバイアス電圧を変えて同様にレー
ザ光Ｐ１の照射位置とＯＢＩＣとの関係を検出する。す
なわち，測定工程１１０では，試料に印加するバイアス
電圧を順次変化させながら，各バイアス電圧に対してレ
ーザ光Ｐ１の照射位置とＯＢＩＣとの関係を検出してゆ
く。この様に，測定工程１１０では，バイアス電圧を変
化させながら順次同一試料のＯＢＩＣ観察を行うことに
より，各バイアス状態についてレーザ光Ｐ１の照射位置
とＯＢＩＣとの関係を検出することができる。
１５０に一のバイアス電圧を印加した状態でレーザ光Ｐ
１の照射位置とＯＢＩＣとの関係を検出した後，ＰＮ接
合部１５０に印加するバイアス電圧を変えて同様にレー
ザ光Ｐ１の照射位置とＯＢＩＣとの関係を検出する。す
なわち，測定工程１１０では，試料に印加するバイアス
電圧を順次変化させながら，各バイアス電圧に対してレ
ーザ光Ｐ１の照射位置とＯＢＩＣとの関係を検出してゆ
く。この様に，測定工程１１０では，バイアス電圧を変
化させながら順次同一試料のＯＢＩＣ観察を行うことに
より，各バイアス状態についてレーザ光Ｐ１の照射位置
とＯＢＩＣとの関係を検出することができる。
【００２４】第１解析工程１２０では，上記測定工程１
１０で検出されたレーザ光Ｐ１の照射位置とＯＢＩＣと
の関係から，バイアス電圧と空乏層の伸び幅との関係を
検出する。かかる第１解析工程１２０において，バイア
ス電圧と空乏層の伸び幅との関係は，例えば次のように
検出することができる。
１０で検出されたレーザ光Ｐ１の照射位置とＯＢＩＣと
の関係から，バイアス電圧と空乏層の伸び幅との関係を
検出する。かかる第１解析工程１２０において，バイア
ス電圧と空乏層の伸び幅との関係は，例えば次のように
検出することができる。
【００２５】バイアス電圧が同一の条件下では，レーザ
光Ｐ１が空乏層に照射された場合とレーザ光Ｐ１が空乏
層以外の領域に照射された場合とで，上記測定工程１１
０で検出されるＯＢＩＣの大きさが相違する。そこで，
解析工程１２０では，測定工程１１０の検出結果から，
各バイアス状態について，Ｎ型領域１５４側の空乏層端
の位置とＰ型領域１５６側の空乏層端の位置とを特定
し，両空乏層端間の距離として空乏層の伸び幅を検出す
る。結果として，解析工程１２０では，ＰＮ接合部１５
０に印加したバイアス電圧と空乏層の伸び幅との関係を
検出することができる。
光Ｐ１が空乏層に照射された場合とレーザ光Ｐ１が空乏
層以外の領域に照射された場合とで，上記測定工程１１
０で検出されるＯＢＩＣの大きさが相違する。そこで，
解析工程１２０では，測定工程１１０の検出結果から，
各バイアス状態について，Ｎ型領域１５４側の空乏層端
の位置とＰ型領域１５６側の空乏層端の位置とを特定
し，両空乏層端間の距離として空乏層の伸び幅を検出す
る。結果として，解析工程１２０では，ＰＮ接合部１５
０に印加したバイアス電圧と空乏層の伸び幅との関係を
検出することができる。
【００２６】第２解析工程１３０では，第１解析工程１
２０で検出されたバイアス電圧と空乏層の伸び幅との関
係から，ＰＮ接合部１５０のキャリアプロファイルを検
出する。かかる第２解析工程１３０では，例えば次のよ
うにＰＮ接合部１５０のキャリアプロファイルを検出す
ることができる。
２０で検出されたバイアス電圧と空乏層の伸び幅との関
係から，ＰＮ接合部１５０のキャリアプロファイルを検
出する。かかる第２解析工程１３０では，例えば次のよ
うにＰＮ接合部１５０のキャリアプロファイルを検出す
ることができる。
【００２７】ＰＮ接合部１５０にバイアス電圧Ｖを印加
した場合，ＰＮ接合部１５０が階段接合であることを仮
定すると，ＰＮ接合部１５０に形成される空乏層の伸び
幅Ｗは，次記式１から求めることができる。 式１：Ｗ２＝（２εｓ／ｑ）×｛（Ｎａ＋Ｎｄ）／ＮａＮｄ｝×（Ｖｂｉ−Ｖ ） ここに，εｓは，ＰＮ接合部を形成する半導体の誘電率
（単位；Ｆ／ｃｍ）であり，半導体が真性シリコンの場
合は約１１．９×８．８５４ｅ−１４（Ｆ／ｃｍ）であ
る。ｑは，素電荷量（単位；Ｃ）であり，１．６０２ｅ
−１９（Ｃ）である。Ｎａは，バイアス電圧Ｖの印加に
よりＰＮ接合部に発生する空乏層の平均アクセプタ不純
物濃度（単位；ｃｍ−３）であり，Ｎｄは，バイアス電
圧Ｖの印加によりＰＮ接合部に発生する空乏層の平均ド
ナー不純物濃度（単位；ｃｍ−３）である。Ｖｂｉは，
ＰＮ接合部の内蔵電位（単位；Ｖ）である。
した場合，ＰＮ接合部１５０が階段接合であることを仮
定すると，ＰＮ接合部１５０に形成される空乏層の伸び
幅Ｗは，次記式１から求めることができる。 式１：Ｗ２＝（２εｓ／ｑ）×｛（Ｎａ＋Ｎｄ）／ＮａＮｄ｝×（Ｖｂｉ−Ｖ ） ここに，εｓは，ＰＮ接合部を形成する半導体の誘電率
（単位；Ｆ／ｃｍ）であり，半導体が真性シリコンの場
合は約１１．９×８．８５４ｅ−１４（Ｆ／ｃｍ）であ
る。ｑは，素電荷量（単位；Ｃ）であり，１．６０２ｅ
−１９（Ｃ）である。Ｎａは，バイアス電圧Ｖの印加に
よりＰＮ接合部に発生する空乏層の平均アクセプタ不純
物濃度（単位；ｃｍ−３）であり，Ｎｄは，バイアス電
圧Ｖの印加によりＰＮ接合部に発生する空乏層の平均ド
ナー不純物濃度（単位；ｃｍ−３）である。Ｖｂｉは，
ＰＮ接合部の内蔵電位（単位；Ｖ）である。
【００２８】なお，内蔵電位Ｖｂｉは，次記式２のよう
に表すことができる。 式２：Ｖｂｉ＝（ｋＴ／ｑ）×ｌｎ（Ｎａ０Ｎｄ０／ｎｉ２） ｋは，ボルツマン定数であり，約１．３８１ｅ
−２３（単位；Ｊ／Ｋ）である。Ｔは，ＰＮ接合部の絶
対温度（単位；Ｋ）である。Ｎａ０は，熱平衡状態のＰ
Ｎ接合部１５０に生じる空乏層の平均アクセプタ不純物
濃度（単位；ｃｍ−３）であり，Ｎｄ０は，熱平衡状態
のＰＮ接合部１５０に生じる空乏層内の平均ドナー不純
物濃度（単位；ｃｍ−３）である。ｎｉは，真性キャリ
ア密度（単位；ｃｍ−３）であり，室温雰囲気下の真性
シリコンでは１．４５ｅ１０（単位；ｃｍ −３）であ
る。
に表すことができる。 式２：Ｖｂｉ＝（ｋＴ／ｑ）×ｌｎ（Ｎａ０Ｎｄ０／ｎｉ２） ｋは，ボルツマン定数であり，約１．３８１ｅ
−２３（単位；Ｊ／Ｋ）である。Ｔは，ＰＮ接合部の絶
対温度（単位；Ｋ）である。Ｎａ０は，熱平衡状態のＰ
Ｎ接合部１５０に生じる空乏層の平均アクセプタ不純物
濃度（単位；ｃｍ−３）であり，Ｎｄ０は，熱平衡状態
のＰＮ接合部１５０に生じる空乏層内の平均ドナー不純
物濃度（単位；ｃｍ−３）である。ｎｉは，真性キャリ
ア密度（単位；ｃｍ−３）であり，室温雰囲気下の真性
シリコンでは１．４５ｅ１０（単位；ｃｍ −３）であ
る。
【００２９】上記第１解析工程１２０で検出されたバイ
アス電圧と空乏層の伸び幅との関係を上記式１にあては
めることにより，ＰＮ接合部１５０のキャリアプロファ
イルを求めることができる。特に，Ｎ型領域１５４の不
純物濃度がＰ型領域１５６の不純物濃度よりも十分に高
い場合には，ＰＮ接合部１５０のキャリアプロファイル
は，以下のように簡単に求めることができる。
アス電圧と空乏層の伸び幅との関係を上記式１にあては
めることにより，ＰＮ接合部１５０のキャリアプロファ
イルを求めることができる。特に，Ｎ型領域１５４の不
純物濃度がＰ型領域１５６の不純物濃度よりも十分に高
い場合には，ＰＮ接合部１５０のキャリアプロファイル
は，以下のように簡単に求めることができる。
【００３０】Ｎ型領域１５４の不純物濃度がＰ型領域１
５６の不純物濃度よりも十分に高い場合，すなわちＮｄ
≫Ｎａが成立する場合，上記式１から次記式３を得るこ
とができる。 式３：Ｗ２≒（２εｓ／ｑＮａ）×（Ｖｂｉ−Ｖ）
５６の不純物濃度よりも十分に高い場合，すなわちＮｄ
≫Ｎａが成立する場合，上記式１から次記式３を得るこ
とができる。 式３：Ｗ２≒（２εｓ／ｑＮａ）×（Ｖｂｉ−Ｖ）
【００３１】図２（ｂ）及び図２（ｄ）に示すように，
上記第１解析工程１２０で検出されたバイアス電圧と空
乏層の伸び幅との関係において，バイアス電圧ＶがＶ１
からＶ２に変化する際に空乏層の伸び幅ＷがＷ１からＷ
２に変化したものとする。Ｖ１及びＷ１，Ｖ２及びＷ２
をそれぞれ上記式３に代入すれば，Ｖ＝Ｖ１に対するＮ
ａであるＮａ１とＶ＝Ｖ２に対するＮａであるＮａ２と
を求めることができる。さらに，求められたＮａ１，Ｎ
ａ２から，平均アクセプタ不純物濃度の変化量（Ｎａ２
−Ｎａ１）を求め，（Ｎａ２−Ｎａ１）から，Ｖ＝Ｖ１
の場合の空乏層端位置とＶ＝Ｖ２の場合の空乏層端位置
との間の領域について，活性化したアクセプタ不純物の
濃度を求めることができる。
上記第１解析工程１２０で検出されたバイアス電圧と空
乏層の伸び幅との関係において，バイアス電圧ＶがＶ１
からＶ２に変化する際に空乏層の伸び幅ＷがＷ１からＷ
２に変化したものとする。Ｖ１及びＷ１，Ｖ２及びＷ２
をそれぞれ上記式３に代入すれば，Ｖ＝Ｖ１に対するＮ
ａであるＮａ１とＶ＝Ｖ２に対するＮａであるＮａ２と
を求めることができる。さらに，求められたＮａ１，Ｎ
ａ２から，平均アクセプタ不純物濃度の変化量（Ｎａ２
−Ｎａ１）を求め，（Ｎａ２−Ｎａ１）から，Ｖ＝Ｖ１
の場合の空乏層端位置とＶ＝Ｖ２の場合の空乏層端位置
との間の領域について，活性化したアクセプタ不純物の
濃度を求めることができる。
【００３２】同様に，一のバイアス状態での空乏層端位
置と他のバイアス状態での空乏層端位置との間の領域に
ついて，アクセプタ不純物濃度を順次求めることによ
り，ＰＮ接合部１５０の全領域にわたりキャリアプロフ
ァイルを検出することができる。
置と他のバイアス状態での空乏層端位置との間の領域に
ついて，アクセプタ不純物濃度を順次求めることによ
り，ＰＮ接合部１５０の全領域にわたりキャリアプロフ
ァイルを検出することができる。
【００３３】以上説明した本実施形態によれば，試料に
印加するバイアス電圧とＯＢＩＣ法を用いて検出される
空乏層の伸び幅とから，観察面と平行な方向における試
料のキャリアプロファイルを得ることができる。ＯＢＩ
Ｃ法は，装置操作も比較的簡単であり，またＴＥＧレベ
ルだけでなくデバイスレベルでの空乏層の伸び幅も評価
することができる。したがって，本実施形態によれば，
短ＴＡＴでキャリアプロファイルを得ることができる半
導体評価が可能となる。
印加するバイアス電圧とＯＢＩＣ法を用いて検出される
空乏層の伸び幅とから，観察面と平行な方向における試
料のキャリアプロファイルを得ることができる。ＯＢＩ
Ｃ法は，装置操作も比較的簡単であり，またＴＥＧレベ
ルだけでなくデバイスレベルでの空乏層の伸び幅も評価
することができる。したがって，本実施形態によれば，
短ＴＡＴでキャリアプロファイルを得ることができる半
導体評価が可能となる。
【００３４】（第２実施形態）図３〜図６を参照しなが
ら，第２実施形態について説明する。ここで，図３は，
本実施形態に係るキャリアプロファイル検出方法２００
の概略的な流れ図であり，図４〜図６は，キャリアプロ
ファイル検出方法２００についての説明図である。
ら，第２実施形態について説明する。ここで，図３は，
本実施形態に係るキャリアプロファイル検出方法２００
の概略的な流れ図であり，図４〜図６は，キャリアプロ
ファイル検出方法２００についての説明図である。
【００３５】なお，以下の説明及び添付図面において
は，図４に断面図を示すＰＮ接合部２５０を試料として
用いた場合を例示する。図４に示すように，ＰＮ接合部
２５０は，接合位置Ｊ２を境にしてＮ型領域２５４とＰ
型領域２５６とに分かれている。かかるＰＮ接合部２５
０は，例えば，固相拡散法や気相拡散法等の熱拡散法に
より形成することが好適である。
は，図４に断面図を示すＰＮ接合部２５０を試料として
用いた場合を例示する。図４に示すように，ＰＮ接合部
２５０は，接合位置Ｊ２を境にしてＮ型領域２５４とＰ
型領域２５６とに分かれている。かかるＰＮ接合部２５
０は，例えば，固相拡散法や気相拡散法等の熱拡散法に
より形成することが好適である。
【００３６】本実施形態に係るキャリアプロファイル検
出方法２００は，試料の観察面と水平な方向及び垂直な
方向の２次元キャリアプロファイルを計測する方法であ
る。図３に示すように，キャリアプロファイル検出方法
２００では，第１工程に相当する測定工程２１０と第２
工程に相当する第１解析工程２２０と第３工程に相当す
る第２解析工程２３０とが行われる。
出方法２００は，試料の観察面と水平な方向及び垂直な
方向の２次元キャリアプロファイルを計測する方法であ
る。図３に示すように，キャリアプロファイル検出方法
２００では，第１工程に相当する測定工程２１０と第２
工程に相当する第１解析工程２２０と第３工程に相当す
る第２解析工程２３０とが行われる。
【００３７】図５に示すように，測定工程２１０では，
ＰＮ接合部２５０のＯＢＩＣ観察により，レーザ光Ｐ２
の照射位置とＰＮ接合部２５０に生じるＯＢＩＣと関係
を検出する。本実施形態において，かかる測定工程２１
０は，第１測定工程２１２と第２測定工程２１４とから
構成されている。
ＰＮ接合部２５０のＯＢＩＣ観察により，レーザ光Ｐ２
の照射位置とＰＮ接合部２５０に生じるＯＢＩＣと関係
を検出する。本実施形態において，かかる測定工程２１
０は，第１測定工程２１２と第２測定工程２１４とから
構成されている。
【００３８】図６（ａ）に示すように，第１測定工程２
１２では，バイアス電圧を変化させながら，各バイアス
状態に対して，観察面２５２に対しレーザ光Ｐ２を略垂
直に照射してＰＮ接合部２５０のＯＢＩＣ観察を行う。
図６（ｂ）に示すように，第２測定工程２１４では，第
１測定工程２１２の場合と同様にバイアス電圧を変化さ
せながら，各バイアス状態に対して，レーザ光Ｐ２を観
察面２５２の水平方向に対し角度θをなすように照射し
てＰＮ接合部２５０のＯＢＩＣ観察を行う。
１２では，バイアス電圧を変化させながら，各バイアス
状態に対して，観察面２５２に対しレーザ光Ｐ２を略垂
直に照射してＰＮ接合部２５０のＯＢＩＣ観察を行う。
図６（ｂ）に示すように，第２測定工程２１４では，第
１測定工程２１２の場合と同様にバイアス電圧を変化さ
せながら，各バイアス状態に対して，レーザ光Ｐ２を観
察面２５２の水平方向に対し角度θをなすように照射し
てＰＮ接合部２５０のＯＢＩＣ観察を行う。
【００３９】第１測定工程２１２及び第２測定工程２１
４において，ＰＮ接合２５０に発生したＯＢＩＣは，Ｏ
ＢＩＣアンプ２６０により増幅・検知される。結果とし
て，測定工程２１０では，各バイアス状態ごとに，ＰＮ
接合部２５０に対し相互に異なる照射角で光を照射した
場合それぞれについて，光の照射位置とＰＮ接合部２５
０に発生するＯＢＩＣとの関係を検出することができ
る。
４において，ＰＮ接合２５０に発生したＯＢＩＣは，Ｏ
ＢＩＣアンプ２６０により増幅・検知される。結果とし
て，測定工程２１０では，各バイアス状態ごとに，ＰＮ
接合部２５０に対し相互に異なる照射角で光を照射した
場合それぞれについて，光の照射位置とＰＮ接合部２５
０に発生するＯＢＩＣとの関係を検出することができ
る。
【００４０】第１解析工程２２０では，上記測定工程２
１０で検出されたレーザ光Ｐ２の照射位置とＯＢＩＣと
の関係から，バイアス電圧と空乏層の伸び幅との関係を
検出する。かかる第１解析工程２２０では，基本的に，
図１に示す上記第１実施形態にかかる第１解析工程１２
０の場合と同様に，バイアス電圧と空乏層の伸び幅との
関係を検出することができる。
１０で検出されたレーザ光Ｐ２の照射位置とＯＢＩＣと
の関係から，バイアス電圧と空乏層の伸び幅との関係を
検出する。かかる第１解析工程２２０では，基本的に，
図１に示す上記第１実施形態にかかる第１解析工程１２
０の場合と同様に，バイアス電圧と空乏層の伸び幅との
関係を検出することができる。
【００４１】但し，本実施形態に係る第１解析工程２２
０は，次のように，上記第１実施形態に係る第１解析工
程１２０とは相違する。すなわち，上記第１実施形態に
係る第１解析工程１２０では，同一のバイアス状態に対
し１の照射角についてしか空乏層の伸び幅が検出されな
い。対して，本実施形態に係る第１解析工程２２０で
は，同一のバイアス状態に対し，ＰＮ接合部２５０に対
し相互に異なる照射角で光を照射した場合それぞれにつ
いて，空乏層の伸び幅が検出される。
０は，次のように，上記第１実施形態に係る第１解析工
程１２０とは相違する。すなわち，上記第１実施形態に
係る第１解析工程１２０では，同一のバイアス状態に対
し１の照射角についてしか空乏層の伸び幅が検出されな
い。対して，本実施形態に係る第１解析工程２２０で
は，同一のバイアス状態に対し，ＰＮ接合部２５０に対
し相互に異なる照射角で光を照射した場合それぞれにつ
いて，空乏層の伸び幅が検出される。
【００４２】第２解析工程２３０では，第１解析工程２
２０で検出されたバイアス電圧と空乏層の伸び幅との関
係から，ＰＮ接合部２５０のキャリアプロファイルを検
出する。かかる第２解析工程２３０では，基本的に，図
１に示す上記第１実施形態に係る第２解析工程１３０の
場合と同様に，観察面２５２と水平な方向におけるＰＮ
接合部２５０のキャリアプロファイルを検出することが
できる。
２０で検出されたバイアス電圧と空乏層の伸び幅との関
係から，ＰＮ接合部２５０のキャリアプロファイルを検
出する。かかる第２解析工程２３０では，基本的に，図
１に示す上記第１実施形態に係る第２解析工程１３０の
場合と同様に，観察面２５２と水平な方向におけるＰＮ
接合部２５０のキャリアプロファイルを検出することが
できる。
【００４３】さらに，本実施形態に係る第２解析工程２
３０では，観察面１５２と垂直な方向（以下，「深さ方
向」という。）におけるＰＮ接合部２５２のキャリアプ
ロファイルを得ることができる。以下，第２解析工程２
３０での深さ方向のキャリアプロファイルの検出につい
て，Ｎ型領域２５４の不純物濃度がＰ型領域２５６の不
純物濃度より十分に大きい場合を例に挙げて説明する。
３０では，観察面１５２と垂直な方向（以下，「深さ方
向」という。）におけるＰＮ接合部２５２のキャリアプ
ロファイルを得ることができる。以下，第２解析工程２
３０での深さ方向のキャリアプロファイルの検出につい
て，Ｎ型領域２５４の不純物濃度がＰ型領域２５６の不
純物濃度より十分に大きい場合を例に挙げて説明する。
【００４４】Ｎ型領域２５４の不純物濃度がＰ型領域２
５６の不純物濃度より十分に大きい場合，空乏層の幅Ｗ
に関する上記式１から次記式４で表すことができる。 式４：Ｗ２≒（２εｓ／ｑＮａ）×（Ｖｂｉ−Ｖ）
５６の不純物濃度より十分に大きい場合，空乏層の幅Ｗ
に関する上記式１から次記式４で表すことができる。 式４：Ｗ２≒（２εｓ／ｑＮａ）×（Ｖｂｉ−Ｖ）
【００４５】ここで，図６に示すように，観察面２５２
に対し垂直方向からＯＢＩＣ観察した場合の空乏層の伸
び幅Ｗが，Ｖ＝Ｖ１の条件下においてＷ１であり，Ｖ＝
Ｖ２の条件下においてＷ２であるとする。また，観察面
２５２に対し水平方向とθをなす方向からＯＢＩＣ観察
した場合の空乏層の伸び幅Ｗが，Ｖ＝Ｖ１の条件下にお
いてＷ１’であり，Ｖ＝Ｖ２の条件下においてＷ２’で
あるとする。
に対し垂直方向からＯＢＩＣ観察した場合の空乏層の伸
び幅Ｗが，Ｖ＝Ｖ１の条件下においてＷ１であり，Ｖ＝
Ｖ２の条件下においてＷ２であるとする。また，観察面
２５２に対し水平方向とθをなす方向からＯＢＩＣ観察
した場合の空乏層の伸び幅Ｗが，Ｖ＝Ｖ１の条件下にお
いてＷ１’であり，Ｖ＝Ｖ２の条件下においてＷ２’で
あるとする。
【００４６】Ｖ＝Ｖ１，Ｖ２の条件下での空乏層の深さ
方向への伸びｄ１，ｄ２は，上記Ｗ１，Ｗ２，Ｗ１’及
びＷ２’を用いて，次記式５及び式６で表すことができ
る。 式５：ｄ１＝（Ｗ１’−Ｗ１）ｔａｎθ 式６：ｄ２＝（Ｗ２’−Ｗ２）ｔａｎθ
方向への伸びｄ１，ｄ２は，上記Ｗ１，Ｗ２，Ｗ１’及
びＷ２’を用いて，次記式５及び式６で表すことができ
る。 式５：ｄ１＝（Ｗ１’−Ｗ１）ｔａｎθ 式６：ｄ２＝（Ｗ２’−Ｗ２）ｔａｎθ
【００４７】かかる式５及び式６と電圧印加条件Ｖ＝Ｖ
１，Ｖ２とを，上記式４に代入することにより，次記式
７及び式８を得ることができる。 式７：ｄ１２＝（２εｓ／ｑＮａ１）×（Ｖｂｉ−Ｖ１） 式８：ｄ２２＝（２εｓ／ｑＮａ２）×（Ｖｂｉ−Ｖ２）
１，Ｖ２とを，上記式４に代入することにより，次記式
７及び式８を得ることができる。 式７：ｄ１２＝（２εｓ／ｑＮａ１）×（Ｖｂｉ−Ｖ１） 式８：ｄ２２＝（２εｓ／ｑＮａ２）×（Ｖｂｉ−Ｖ２）
【００４８】かかる式７及び式８から，Ｎａ１，Ｎａ
２，及び（Ｎａ１−Ｎａ２）を求めることができ，更
に，（Ｎａ２−Ｎａ１）から，深さｄ１と深さｄ２との
間の領域について活性化されたアクセプタ不純物の濃度
を近似的に求めることができる。
２，及び（Ｎａ１−Ｎａ２）を求めることができ，更
に，（Ｎａ２−Ｎａ１）から，深さｄ１と深さｄ２との
間の領域について活性化されたアクセプタ不純物の濃度
を近似的に求めることができる。
【００４９】なお，Ｎａ１からＮａ２への変化が微少な
場合，即ちＮａ１≒Ｎａ２が成立する場合には，次記式
９により，深さｄ１と深さｄ２との間の領域の活性化さ
れたアクセプタ不純物濃度Ｎａを求めることができる。 式９：Ｎａ＝２εｓ（Ｖ１−Ｖ２）／｛ｑ（ｄ２２ーｄ１２）｝
場合，即ちＮａ１≒Ｎａ２が成立する場合には，次記式
９により，深さｄ１と深さｄ２との間の領域の活性化さ
れたアクセプタ不純物濃度Ｎａを求めることができる。 式９：Ｎａ＝２εｓ（Ｖ１−Ｖ２）／｛ｑ（ｄ２２ーｄ１２）｝
【００５０】同様に，一のバイアス状態での空乏層の深
さと他のバイアス状態での空乏層の深さとの間の領域に
ついて，活性化したアクセプタ不純物濃度を順次求める
ことにより，ＰＮ接合部２５０の全領域にわたりキャリ
アプロファイルを検出することができる。
さと他のバイアス状態での空乏層の深さとの間の領域に
ついて，活性化したアクセプタ不純物濃度を順次求める
ことにより，ＰＮ接合部２５０の全領域にわたりキャリ
アプロファイルを検出することができる。
【００５１】以上説明した本実施形態によれば，ＯＢＩ
Ｃ法を用いて，試料の観察面に略垂直にレーザ光を照射
した場合に求められる空乏層の伸び幅と，試料観察面に
垂直から傾けてレーザ光を照射した場合に求められる空
乏層の伸び幅（見かけ上の伸び幅）と，印加電圧とか
ら，試料の横方向でのキャリアプロファイルに加え，試
料深さ方向でのキャリアプロファイルをも求めることが
できる。ＯＢＩＣ法は，装置操作も比較的簡単であり，
またＴＥＧレベルだけでなくデバイスレベルでの空乏層
の伸び幅も評価することができる。したがって，本実施
形態によれば，短ＴＡＴでキャリアプロファイルを得る
ことができる半導体評価が可能となる。
Ｃ法を用いて，試料の観察面に略垂直にレーザ光を照射
した場合に求められる空乏層の伸び幅と，試料観察面に
垂直から傾けてレーザ光を照射した場合に求められる空
乏層の伸び幅（見かけ上の伸び幅）と，印加電圧とか
ら，試料の横方向でのキャリアプロファイルに加え，試
料深さ方向でのキャリアプロファイルをも求めることが
できる。ＯＢＩＣ法は，装置操作も比較的簡単であり，
またＴＥＧレベルだけでなくデバイスレベルでの空乏層
の伸び幅も評価することができる。したがって，本実施
形態によれば，短ＴＡＴでキャリアプロファイルを得る
ことができる半導体評価が可能となる。
【００５２】以上，本発明に係る好適な実施の形態につ
いて説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。
当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術思想
の範囲内において，各種の修正例及び変更例を想定し得
るものであり，それら修正例及び変更例についても本発
明の技術範囲に包含されるものと了解される。
いて説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。
当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術思想
の範囲内において，各種の修正例及び変更例を想定し得
るものであり，それら修正例及び変更例についても本発
明の技術範囲に包含されるものと了解される。
【００５３】上記実施の形態においては，試料に対し相
互に異なる２の照射角で光の照射をするキャリアプロフ
ァイル検出方法を例に挙げたが，本発明はかかる構成に
限定されない。本発明は，試料に対し３又はそれ以上の
照射角で光の照射をするキャリアプロファイル検出方法
に対しても適用することができる。この様に光の照射角
の数を増加させれば，空乏層端の３次元的な位置の特定
精度を向上させることが可能である。
互に異なる２の照射角で光の照射をするキャリアプロフ
ァイル検出方法を例に挙げたが，本発明はかかる構成に
限定されない。本発明は，試料に対し３又はそれ以上の
照射角で光の照射をするキャリアプロファイル検出方法
に対しても適用することができる。この様に光の照射角
の数を増加させれば，空乏層端の３次元的な位置の特定
精度を向上させることが可能である。
【００５４】なお，本発明においては，一の照射角での
光の照射位置の群と他の照射角での光の照射位置の群と
は，各照射光が空乏層端の位置を通る場合の照射位置を
含む範囲において，重なり合っていればよい。したがっ
て，本発明では，両光の照射位置の群の関係は，例え
ば，実質的に一致する関係，一方が他方を含む関係，一
部分のみが重なる関係，或いは大半が重なり合うが一部
分が重なり合わない関係等でもよい。
光の照射位置の群と他の照射角での光の照射位置の群と
は，各照射光が空乏層端の位置を通る場合の照射位置を
含む範囲において，重なり合っていればよい。したがっ
て，本発明では，両光の照射位置の群の関係は，例え
ば，実質的に一致する関係，一方が他方を含む関係，一
部分のみが重なる関係，或いは大半が重なり合うが一部
分が重なり合わない関係等でもよい。
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば，比較的簡易にデバイス
レベルで実施することができるキャリアプロファイル検
出方法を提供することができる。したがって，本発明に
よれば，デバイス開発の初期段階において，設計上想定
されるキャリアプロファイルと実際のキャリアプロファ
イルとの整合性を迅速に確認することができる。
レベルで実施することができるキャリアプロファイル検
出方法を提供することができる。したがって，本発明に
よれば，デバイス開発の初期段階において，設計上想定
されるキャリアプロファイルと実際のキャリアプロファ
イルとの整合性を迅速に確認することができる。
【図１】本発明を適用可能なキャリアプロファイル検出
方法の概略的な流れ図である。
方法の概略的な流れ図である。
【図２】図１に示すキャリアプロファイル検出方法につ
いての説明図である。
いての説明図である。
【図３】本発明を適用可能な他のキャリアプロファイル
検出方法の概略的な流れ図である。
検出方法の概略的な流れ図である。
【図４】図３に示すキャリアプロファイル検出方法を適
用可能な試料の概略構成を示す断面図である。
用可能な試料の概略構成を示す断面図である。
【図５】図４に示すキャリアプロファイル検出方法につ
いての説明図である。
いての説明図である。
【図６】図４に示すキャリアプロファイル検出方法につ
いての他の説明図である。
いての他の説明図である。
１００ キャリアプロファイル検出方法 １１０ 測定工程 １２０ 第１解析工程 １３０ 第２解析工程 １５０ ＰＮ接合部 １５２ 観察面 １５４ Ｎ型領域 １５６ Ｐ型領域 Ｐ１ レーザ光 Ｗ１，Ｗ２ 空乏層の伸び幅 Ｖ１，Ｖ２ バイアス電圧
Claims (5)
- 【請求項１】 ＰＮ接合部を有する半導体装置のキャリ
アプロファイル検出方法であって：バイアス電圧を印加
した前記ＰＮ接合部に対し照射位置を移動させながら光
を照射して，前記照射位置と前記ＰＮ接合部に生じる光
起電力との関係を検出する，第１工程と；前記第１工程
で検出される関係から，前記ＰＮ接合部に生じる空乏層
の伸び幅と前記バイアス電圧との関係を検出する，第２
工程と；前記第２工程で検出される関係から，前記ＰＮ
接合部のキャリアプロファイルを検出する，第３工程
と；を含むことを特徴とする，キャリアプロファイル検
出方法。 - 【請求項２】 前記第１工程では，相互に異なる２以上
の照射角で前記光の照射を行った場合それぞれについ
て，前記照射位置と前記ＰＮ接合部に生じる光起電力と
の関係を検出することを特徴とする，請求項１に記載の
キャリアプロファイル検出方法。 - 【請求項３】 前記第３工程では，前記ＰＮ接合部が階
段接合をなすと仮定して，前記キャリアプロファイルを
検出することを特徴とする，請求項１または２に記載の
キャリアプロファイル検出方法。 - 【請求項４】 前記第３工程では，第１極性の不純物の
濃度が第２極性の不純物の濃度より十分に大きいと仮定
して，前記キャリアプロファイルの検出を行うことを特
徴とする，請求項１，２または３のいずれかに記載のキ
ャリアプロファイル検出方法。 - 【請求項５】 前記ＰＮ接合部は，ウェハに対し前記ウ
ェハと逆極性の不純物を前記ウェハの主面側から熱拡散
によってドープすることにより形成されたものであり；
前記第１工程での前記光の照射は，前記ウェハの前記主
面に対して行われる；ことを特徴とする請求項１，２，
３または４のいずれかに記載のキャリアプロファイル検
出方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11198841A JP2001024041A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | キャリアプロファイル検出方法 |
| US09/472,814 US6433337B1 (en) | 1999-07-13 | 1999-12-28 | Method for detecting carrier profile |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11198841A JP2001024041A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | キャリアプロファイル検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001024041A true JP2001024041A (ja) | 2001-01-26 |
Family
ID=16397818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11198841A Withdrawn JP2001024041A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | キャリアプロファイル検出方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6433337B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001024041A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021111748A (ja) * | 2020-01-15 | 2021-08-02 | 一般財団法人電力中央研究所 | 半導体素子の検査装置及び半導体素子の検査方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4208559B2 (ja) * | 2002-12-03 | 2009-01-14 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5840592A (en) * | 1993-12-21 | 1998-11-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method of improving the spectral response and dark current characteristics of an image gathering detector |
| JPH10125753A (ja) * | 1996-09-02 | 1998-05-15 | Murata Mfg Co Ltd | 半導体のキャリア濃度測定方法、半導体デバイス製造方法及び半導体ウエハ |
| US6214666B1 (en) * | 1998-12-18 | 2001-04-10 | Vantis Corporation | Method of forming a non-volatile memory device |
-
1999
- 1999-07-13 JP JP11198841A patent/JP2001024041A/ja not_active Withdrawn
- 1999-12-28 US US09/472,814 patent/US6433337B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021111748A (ja) * | 2020-01-15 | 2021-08-02 | 一般財団法人電力中央研究所 | 半導体素子の検査装置及び半導体素子の検査方法 |
| JP7376369B2 (ja) | 2020-01-15 | 2023-11-08 | 一般財団法人電力中央研究所 | 半導体素子の検査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6433337B1 (en) | 2002-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104425302B (zh) | 半导体器件的缺陷检测方法和装置 | |
| US20090212793A1 (en) | Structures for testing and locating defects in integrated circuits | |
| JP2005517188A (ja) | 集積回路の動的診断テスティング装置および方法 | |
| US5948217A (en) | Method and apparatus for endpointing while milling an integrated circuit | |
| WO1999064880A1 (en) | Semiconductor wafer evaluating apparatus and method | |
| US20210109034A1 (en) | Method for detecting defects in deep features | |
| CN109690766A (zh) | 用于cad与硅背侧图像对准的可见对准标记/界标 | |
| KR20160077133A (ko) | Ic 신뢰성 결함 검출 | |
| US20230395352A1 (en) | Thermal-aided inspection by advanced charge controller module in a charged particle system | |
| Beaudoin et al. | Physics of Laser-Based Failure Analysis | |
| US6326220B1 (en) | Method for determining near-surface doping concentration | |
| JP2001185593A (ja) | 半導体デバイスの評価装置およびその方法並びに半導体デバイスの製造方法 | |
| Zhang et al. | Addressing FinFET metrology challenges in 1× node using tilt-beam critical dimension scanning electron microscope | |
| US10573534B2 (en) | Rapid heating process in the production of semiconductor components | |
| JP2001024041A (ja) | キャリアプロファイル検出方法 | |
| US20060264005A1 (en) | Silicon substrate processing method for observing defects in semiconductor devices and defect-detecting method | |
| Ohashi et al. | Precise measurement of thin-film thickness in 3D-NAND device with CD-SEM | |
| US9103659B1 (en) | Method and system for junction depth identification for ultra shallow junctions | |
| JP3698904B2 (ja) | 半導体評価方法及び欠陥位置特定装置 | |
| US7170056B2 (en) | Methodology and apparatus for leakage detection | |
| CN106684009A (zh) | 量测方法 | |
| JP2008041757A (ja) | 半導体検査装置および半導体検査方法 | |
| EP0100396A1 (en) | Determination of true electrical channel length of surface FET | |
| Zhang et al. | Addressing FinFET metrology challenges in 1x node using tilt-beam CD-SEM | |
| US12027430B1 (en) | Semiconductor doping characterization method using photoneutralization time constant of corona surface charge |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061003 |