JP5463905B2 - Epitaxial layer resistivity measurement method - Google Patents
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Description
本発明は、シリコンエピタキシャル層の抵抗率を測定する方法に関するものであり、特には、高濃度にドーパントがドーピングされた低抵抗率シリコンエピタキシャル層の抵抗率を高精度に測定する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for measuring the resistivity of a silicon epitaxial layer, and more particularly to a method for measuring the resistivity of a low resistivity silicon epitaxial layer doped with a dopant at a high concentration with high accuracy. .
シリコンエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層の抵抗率の測定方法は、２種類の方法が一般的に知られている。そのうちの一つはＣ−Ｖ法である。
これは、空乏層容量の電圧依存性（Ｃ−Ｖ特性）からキャリア濃度を求め、抵抗率に換算する方法であり、低抵抗率ウェーハ（ｐ＋ウェーハ又はｎ＋ウェーハ）の上に同じ導電型で通常抵抗率を有するエピタキシャル層を成長したｐ／ｐ＋あるいはｎ／ｎ＋エピウェーハの抵抗率測定が可能である（例えば特許文献１等参照）。
Two types of methods for measuring the resistivity of the epitaxial layer of a silicon epitaxial wafer are generally known. One of them is the CV method.
This is a method of obtaining the carrier concentration from the voltage dependence (CV characteristics) of the depletion layer capacitance and converting it to resistivity, and the same conductivity type on a low resistivity wafer (p + wafer or n + wafer). Thus, it is possible to measure the resistivity of p / p + or n / n + epi wafer on which an epitaxial layer having a normal resistivity is grown (see, for example, Patent Document 1).
しかしながらこのＣ−Ｖ法では、エピタキシャル層の抵抗率が低くなる（実質的には０．１Ωｃｍ以下）と、空乏層が広がらなくなり、Ｃ−Ｖ特性が測定できないという問題がある。すなわち、０．１Ωｃｍ以下の抵抗率測定は、Ｃ−Ｖ法では困難である。 However, this CV method has a problem that when the resistivity of the epitaxial layer becomes low (substantially 0.1 Ωcm or less), the depletion layer does not spread and the CV characteristics cannot be measured. That is, it is difficult to measure resistivity of 0.1 Ωcm or less by the CV method.
もう一つの方法が四探針法であるが、これは抵抗率の制限は受けないために０．１Ωｃｍ以下の抵抗率の測定にも適用可能である。
図１に示すように、四探針法は、厚さを半無限とみなせる試料の平面上に探針を４本（１，２，３，４）、間隔を取った状態で一直線上に並べ、測定対象に接触させる。そして、外側の両端を電流電極（１，４）とし、電流Ｉを流し、内側の２本（２，３）を電位差電極として、２，３間の電位差Ｖを測定するものである。
電極間距離を等間隔Ｓとすると、抵抗率ρは、
ρ＝２πＳ・Ｖ／Ｉ （１）
と表すことができる。
Another method is the four-probe method, which is not limited by resistivity and can be applied to measurement of resistivity of 0.1 Ωcm or less.
As shown in FIG. 1, in the four-probe method, four probes (1, 2, 3, 4) are arranged in a straight line on a plane of a sample whose thickness can be regarded as semi-infinite. Contact with the measurement object. Then, the potential difference V between 2 and 3 is measured using the current electrodes (1, 4) at both ends on the outside, the current I to flow, and the two electrodes (2, 3) on the inside as potential difference electrodes.
If the distance between the electrodes is an equal interval S, the resistivity ρ is
ρ = 2πS · V / I (1)
It can be expressed as.
しかしながら、図２に示すような、エピタキシャル層１２とシリコン単結晶ウェーハ１１からなるエピタキシャルウェーハのようなウェーハ状試料を測定する場合は、探針間隔に対して試料の大きさが無視できなくなる。
このため、厚み、形状、測定位置による補正が必要となり、厚みを考慮した場合の抵抗率ρ［Ωｃｍ］は、
ρ＝２πＳ・Ｖ／Ｉ・Ｆｔ・Ｆｒ （２）
Ｆｔ：厚みに関する補正係数
Ｆｒ：形状および測定位置に関する補正係数
となり、エピタキシャル層の厚みをｔとすると、抵抗率ρは一般的には、
ρ＝４．５３２・Ｖ／Ｉ・ｔ （３）
となることが知られている。
However, when measuring a wafer-like sample such as an epitaxial wafer composed of the
For this reason, it is necessary to correct the thickness, shape, and measurement position, and the resistivity ρ [Ωcm] in consideration of the thickness is
ρ = 2πS · V / I · Ft · Fr (2)
Ft: correction coefficient related to thickness Fr: correction coefficient related to shape and measurement position When the thickness of the epitaxial layer is t, the resistivity ρ is generally
ρ = 4.532 · V / I · t (3)
It is known that
上述のように、四探針法で抵抗率を正確に求めるためには、式（３）に示すように抵抗値を測定する箇所のエピタキシャル層の膜厚を正確に求めなければならない。 As described above, in order to accurately determine the resistivity by the four-probe method, it is necessary to accurately determine the film thickness of the epitaxial layer where the resistance value is measured as shown in the equation (3).
しかし、実際に一般的な膜厚測定器でエピタキシャル層の膜厚測定を行うためには、モニターウェーハとして高濃度のドーパントを含有する低抵抗率ウェーハ（ｐ＋ウェーハ又はｎ＋ウェーハ）を用い、その表面にノンドープ或いは低濃度ドープのエピタキシャル層を成長させる必要がある。その一方で、四探針法でエピタキシャル層の抵抗値を測定するためには、エピタキシャル層と反対の導電型のモニターウェーハを用いる必要がある。 However, in order to actually measure the film thickness of the epitaxial layer with a general film thickness measuring device, a low resistivity wafer (p + wafer or n + wafer) containing a high concentration of dopant is used as a monitor wafer. It is necessary to grow a non-doped or lightly doped epitaxial layer on the surface. On the other hand, in order to measure the resistance value of the epitaxial layer by the four-probe method, it is necessary to use a monitor wafer having a conductivity type opposite to that of the epitaxial layer.
このように、エピタキシャル層の膜厚と抵抗値の測定上の制約から、同一のモニターウェーハ上に測定対象となるエピタキシャル層を形成したエピタキシャルウェーハを用いてエピタキシャル層の膜厚と抵抗値を測定することができないため、通常の場合は、別々の仕様のモニターウェーハを用いて別々のエピタキシャルウェーハを作製し、これらを用いてエピタキシャル層の膜厚と抵抗値の測定が別々に行われている。従って、これらの測定値から算出される抵抗率には当然に不確定要素が含まれることになり、真に正確な測定が行われているとは言えなかった。 As described above, due to restrictions on the measurement of the film thickness and resistance value of the epitaxial layer, the film thickness and resistance value of the epitaxial layer are measured using the epitaxial wafer in which the epitaxial layer to be measured is formed on the same monitor wafer. Therefore, in the normal case, separate epitaxial wafers are produced using monitor wafers having different specifications, and the film thickness and resistance value of the epitaxial layer are separately measured using these. Therefore, the resistivity calculated from these measured values naturally includes an uncertain factor, and it cannot be said that a truly accurate measurement is being performed.
さらに、モニターウェーハとして仕様の異なる２枚のシリコン単結晶ウェーハを用意し、それぞれに対し別々のドーパント濃度でのエピタキシャル成長を行わなければならず、モニターウェーハ作製及びエピタキシャル成長に時間とコストがかかってしまうという欠点があった。 Furthermore, it is necessary to prepare two silicon single crystal wafers with different specifications as monitor wafers, and to perform epitaxial growth with different dopant concentrations for each, and it takes time and cost to produce monitor wafers and epitaxial growth. There were drawbacks.
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、シリコンウェーハ上の高濃度にドーパントがドープされたエピタキシャル層の抵抗率を、従来に比べて正確且つ容易に測定することができるエピタキシャル層の抵抗率の測定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is an epitaxial layer that can accurately and easily measure the resistivity of an epitaxial layer doped with a dopant at a high concentration on a silicon wafer as compared with the prior art. It aims at providing the measuring method of resistivity.
上記課題を解決するため、本発明では、シリコン単結晶ウェーハ上に形成されたエピタキシャル層の抵抗率を測定する方法であって、少なくとも、エピタキシャル成長装置に、モニターウェーハとしてＳＯＩウェーハを投入し、該ＳＯＩウェーハのＳＯＩ層上に、前記シリコン単結晶ウェーハの主表面に成長させるエピタキシャル層の成長条件と同一条件でモニターエピタキシャル層を成長させ、その後、前記モニターエピタキシャル層の膜厚及び抵抗値を測定して前記モニターエピタキシャル層の抵抗率を算出し、該算出された抵抗率を、前記シリコン単結晶ウェーハの主表面に成長させる前記エピタキシャル層の抵抗率とすることを特徴とするエピタキシャル層の抵抗率測定方法を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention is a method for measuring the resistivity of an epitaxial layer formed on a silicon single crystal wafer, and at least an SOI wafer is loaded as a monitor wafer into an epitaxial growth apparatus, and the SOI A monitor epitaxial layer is grown on the SOI layer of the wafer under the same conditions as the growth condition of the epitaxial layer grown on the main surface of the silicon single crystal wafer, and then the film thickness and resistance value of the monitor epitaxial layer are measured. A resistivity measurement method for an epitaxial layer, wherein the resistivity of the monitor epitaxial layer is calculated, and the calculated resistivity is the resistivity of the epitaxial layer grown on the main surface of the silicon single crystal wafer. I will provide a.
このように、モニター用のＳＯＩウェーハのＳＯＩ層上に実際のエピタキシャル層の成長条件と同一条件でモニターエピタキシャル層を形成する。ＳＯＩ層＋モニターエピタキシャル層のトータル膜厚は、例えば反射分光法、分光エリプソメトリ、ＦＴ−ＩＲのような方法によって容易に評価することができる。またＳＯＩ層の厚さは大抵の場合予め既知であるため、これらの値からモニターエピタキシャル層の厚さも容易且つ高精度に評価できる。従って、モニターエピタキシャル層の抵抗値を測定すれば、既知の膜厚から抵抗率を高精度に算出することができ、よって従来に比べて正確且つ容易にモニターエピタキシャル層、すなわち実際のエピタキシャル層の抵抗率を評価することができる。
また、同一のモニターウェーハで膜厚及び抵抗値を測定できるため、モニターウェーハが１枚で済むため、モニターウェーハの作製にかかる時間とコストは従来に比べて大幅に削減できる。
Thus, the monitor epitaxial layer is formed on the SOI layer of the monitor SOI wafer under the same conditions as the actual epitaxial layer growth conditions. The total film thickness of the SOI layer and the monitor epitaxial layer can be easily evaluated by methods such as reflection spectroscopy, spectroscopic ellipsometry, and FT-IR. Further, since the thickness of the SOI layer is known in advance in most cases, the thickness of the monitor epitaxial layer can be easily and accurately evaluated from these values. Therefore, if the resistance value of the monitor epitaxial layer is measured, the resistivity can be calculated with high accuracy from the known film thickness. Therefore, the resistance of the monitor epitaxial layer, that is, the actual epitaxial layer can be accurately and easily compared with the conventional one. Rate can be evaluated.
Further, since the film thickness and the resistance value can be measured with the same monitor wafer, only one monitor wafer is required, so that the time and cost for producing the monitor wafer can be greatly reduced as compared with the conventional case.
ここで、前記膜厚は反射分光法で測定し、前記抵抗値は四探針法で測定することが好ましい。
このように、膜厚を反射分光法で測定することによって、容易且つ高い精度でモニターエピタキシャル層の膜厚を評価することができる。そして反射分光法によって膜厚を正確に測定できているので、四探針法で抵抗値を測定することによって、先に求めた正確なモニターエピタキシャル層の膜厚からモニターエピタキシャル層の抵抗率を正確に算出することができる。
また、膜厚と抵抗値を１枚のモニターウェーハで測定することができるため、従来の抵抗率測定における別個のモニターウェーハによる抵抗率評価では不可避な不確定要因を排除することができ、正確な抵抗率測定を行うことができる。同時に、モニターウェーハの作製も１枚で済み、抵抗率測定用のエピタキシャル成長も１回で済むため、時間とコストの削減が可能となる。すなわち、シリコン単結晶ウェーハ上に成長させたエピタキシャル層の抵抗率を従来に比べてより簡易且つ高精度に評価することができる。
Here, the film thickness is preferably measured by reflection spectroscopy, and the resistance value is preferably measured by a four-point probe method.
Thus, the film thickness of the monitor epitaxial layer can be evaluated easily and with high accuracy by measuring the film thickness by reflection spectroscopy. Since the film thickness can be accurately measured by reflection spectroscopy, the resistivity of the monitor epitaxial layer can be accurately determined from the accurate film thickness of the monitor epitaxial layer previously obtained by measuring the resistance value by the four-point probe method. Can be calculated.
In addition, since the film thickness and resistance can be measured with a single monitor wafer, it is possible to eliminate uncertain factors that are unavoidable in the resistivity evaluation using a separate monitor wafer in the conventional resistivity measurement. Resistivity measurements can be made. At the same time, only one monitor wafer needs to be manufactured and only one epitaxial growth for resistivity measurement is required, so that time and cost can be reduced. That is, the resistivity of the epitaxial layer grown on the silicon single crystal wafer can be evaluated more easily and with higher accuracy than in the past.
また、前記反射分光法では、可視光領域の波長の光を用いることが好ましい。
このように、可視光領域の波長の光は、高濃度にドーパントがドープされた低抵抗率のモニターエピタキシャル層であっても透過するため、可視光領域の波長の光を用いることによって、簡易且つ高精度でモニターエピタキシャル層の膜厚を評価することができ、算出する抵抗率の精度もより向上させることができる。
In the reflection spectroscopy, it is preferable to use light having a wavelength in the visible light region.
In this way, light having a wavelength in the visible light region passes through even a low-resistivity monitor epitaxial layer doped with a dopant at a high concentration. The film thickness of the monitor epitaxial layer can be evaluated with high accuracy, and the accuracy of the calculated resistivity can be further improved.
そして、前記膜厚は、前記モニターエピタキシャル層を成長させた後に前記可視光領域の波長の光を用いた反射分光法によって測定された前記ＳＯＩ層と前記モニターエピタキシャル層の厚さから、前記モニターエピタキシャル層を成長させる前に前記可視光領域の波長の光を用いた反射分光法によって測定した前記ＳＯＩ層の厚さを減ずることによって測定することが好ましい。
これによって、より高精度にモニターエピタキシャル層の膜厚を測定することができ、エピタキシャル層の抵抗率をより高精度に測定することができる。
The thickness of the monitor epitaxial layer is determined from the thickness of the SOI layer and the monitor epitaxial layer measured by reflection spectroscopy using light having a wavelength in the visible light region after the monitor epitaxial layer is grown. It is preferable to measure by reducing the thickness of the SOI layer measured by reflection spectroscopy using light having a wavelength in the visible light region before growing the layer.
Thereby, the film thickness of the monitor epitaxial layer can be measured with higher accuracy, and the resistivity of the epitaxial layer can be measured with higher accuracy.
更に、前記モニターエピタキシャル層の面内の同一箇所に対して、前記反射分光法による前記膜厚の測定と前記四探針法による前記抵抗値の測定を行うことが好ましい。
このように、モニターエピタキシャル層の同一箇所の膜厚と抵抗値を測定することによって、正確に膜厚が測定された箇所の抵抗値を測定することになり、更に高精度に抵抗率を測定・評価することができる。
Furthermore, it is preferable to measure the film thickness by the reflection spectroscopy and the resistance value by the four-probe method at the same location in the surface of the monitor epitaxial layer.
Thus, by measuring the film thickness and the resistance value at the same location of the monitor epitaxial layer, the resistance value at the location where the film thickness was accurately measured is measured, and the resistivity is measured with higher accuracy. Can be evaluated.
また、前記ＳＯＩウェーハは、ベースウェーハとしてのシリコン単結晶ウェーハ上にシリコン酸化膜、前記ＳＯＩ層が積層された構造であり、該ＳＯＩ層の抵抗率は、前記エピタキシャル層の抵抗率より高抵抗率であることが好ましい。
近年求められているエピタキシャルウェーハには、通常抵抗率若しくは高抵抗率のシリコン単結晶ウェーハの表面上に低抵抗率のエピタキシャル層が形成されたものがある。従って、モニター用のＳＯＩウェーハとして、ベースウェーハとしてのシリコン単結晶ウェーハ上に、シリコン酸化膜、エピタキシャル層（モニターエピタキシャル層）よりも抵抗率の高いＳＯＩ層が積層された構造のＳＯＩウェーハを用いることによって、モニターウェーハがより実際に即した構造となり、より実際に即した高精度なエピタキシャル層の抵抗率の測定を行うことができる。
The SOI wafer has a structure in which a silicon oxide film and the SOI layer are laminated on a silicon single crystal wafer as a base wafer, and the resistivity of the SOI layer is higher than the resistivity of the epitaxial layer. It is preferable that
Among epitaxial wafers that have been demanded in recent years, there are those in which an epitaxial layer having a low resistivity is formed on the surface of a silicon single crystal wafer having a normal resistivity or a high resistivity. Therefore, an SOI wafer having a structure in which an SOI layer having a higher resistivity than a silicon oxide film and an epitaxial layer (monitor epitaxial layer) is stacked on a silicon single crystal wafer as a base wafer as an SOI wafer for monitoring. As a result, the monitor wafer has a more realistic structure, and it is possible to measure the resistivity of the epitaxial layer with higher accuracy that is more practical.
そして、前記エピタキシャル層の抵抗率を、０．０１Ωｃｍ以下であることとすることが好ましい。
本発明のエピタキシャル層の抵抗率評価方法は、Ｃ−Ｖ法では測定が困難であった０．１Ωｃｍ以下の低抵抗率でも正確に測定できることはもちろん、ドーパントがさらに高濃度にドープされ抵抗率が０．０１Ωｃｍ以下と極めて低抵抗率なエピタキシャル層であっても膜厚及び抵抗値を従来に比べて正確に測定できるものであるから、近年要求されている０．０１Ωｃｍ以下のような低抵抗率のエピタキシャルウェーハであっても、抵抗率を正確に評価することができる。
The resistivity of the epitaxial layer is preferably 0.01 Ωcm or less.
The resistivity evaluation method of the epitaxial layer of the present invention can be accurately measured even at a low resistivity of 0.1 Ωcm or less, which is difficult to measure by the CV method. Even if an epitaxial layer has an extremely low resistivity of 0.01 Ωcm or less, the film thickness and resistance value can be measured more accurately than in the past, so a low resistivity such as 0.01 Ωcm or less that has recently been required. Even with this epitaxial wafer, the resistivity can be accurately evaluated.
以上説明したように、本発明のように、モニターウェーハとしてＳＯＩウェーハを用い、そのＳＯＩ層上にモニターエピタキシャル層の成長を行い、またモニターエピタキシャル層の膜厚測定を反射分光法で行い、同ウェーハに対して四探針法で抵抗値測定を行うことによって、従来に比べて大幅に高い精度で、かつ容易にエピタキシャル層の抵抗率を算出することができ、また例え０．０１Ωｃｍ以下の低抵抗率なエピタキシャル層であってもその抵抗率を高精度に評価することができるようになる。 As described above, as in the present invention, an SOI wafer is used as a monitor wafer, a monitor epitaxial layer is grown on the SOI layer, and the film thickness of the monitor epitaxial layer is measured by reflection spectroscopy. On the other hand, by measuring the resistance value by the four-probe method, the resistivity of the epitaxial layer can be easily calculated with a much higher accuracy than before, and a low resistance of 0.01 Ωcm or less, for example. Even in the case of a highly epitaxial layer, the resistivity can be evaluated with high accuracy.
以下、本発明について図を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
まず、エピタキシャル成長装置に、モニターウェーハとしてＳＯＩウェーハを投入する。
このエピタキシャル成長装置は、バッチ式でも枚葉式でもかまわず、その様式は特に限定されない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
First, an SOI wafer is put into the epitaxial growth apparatus as a monitor wafer.
This epitaxial growth apparatus may be either a batch type or a single wafer type, and the mode is not particularly limited.
モニターウェーハとしてＳＯＩウェーハを用い、この後の工程でＳＯＩ層上に実際のエピタキシャル層の成長条件と同一条件でモニターエピタキシャル層を形成する。
ここで、ＳＯＩ層＋モニターエピタキシャル層の膜厚は、例えば反射分光法、分光エリプソメトリ、ＦＴ−ＩＲ等の方法で容易に評価することができる。またＳＯＩ層の厚さは予め既知であることが多いので、モニターエピタキシャル層の厚さを容易に且つ高精度に評価できる。従って、モニターエピタキシャル層の抵抗値を測定することによって、先に測定した膜厚から正確な抵抗率を算出することができ、従来より正確且つ容易なモニターエピタキシャル層、すなわち実際のエピタキシャル層の抵抗率の評価が可能となる。
また、測定方法によっては同一のモニターウェーハで膜厚及び抵抗値を測定できるため、モニターウェーハが１枚で足りる。従って、モニターウェーハの作製に要する時間とコストは従来に比べて大幅に削減され、安価かつ正確にエピタキシャル層の抵抗率を評価できる。
An SOI wafer is used as the monitor wafer, and a monitor epitaxial layer is formed on the SOI layer under the same conditions as the actual epitaxial layer growth conditions in the subsequent process.
Here, the film thickness of the SOI layer + the monitor epitaxial layer can be easily evaluated by a method such as reflection spectroscopy, spectroscopic ellipsometry, or FT-IR. In addition, since the thickness of the SOI layer is often known in advance, the thickness of the monitor epitaxial layer can be evaluated easily and with high accuracy. Therefore, by measuring the resistance value of the monitor epitaxial layer, the accurate resistivity can be calculated from the previously measured film thickness, and the resistivity of the monitor epitaxial layer, that is, the actual epitaxial layer, is more accurate and easier than before. Can be evaluated.
Further, depending on the measurement method, the film thickness and the resistance value can be measured with the same monitor wafer, so one monitor wafer is sufficient. Therefore, the time and cost required for producing the monitor wafer are greatly reduced as compared with the conventional case, and the resistivity of the epitaxial layer can be evaluated accurately at low cost.
またこのモニター用のＳＯＩウェーハの物性については特に限定されないが、ベースウェーハとしてのシリコン単結晶ウェーハ上にシリコン酸化膜（埋め込み酸化膜（ＢＯＸ層））、ＳＯＩ層が積層された構造であり、かつＳＯＩ層の抵抗率は、抵抗率を測定したいエピタキシャル層（同一条件で形成するモニターエピタキシャル層）の抵抗率より高抵抗率なものとすることができる。 The physical properties of the SOI wafer for monitoring are not particularly limited, but a structure in which a silicon oxide film (buried oxide film (BOX layer)) and an SOI layer are laminated on a silicon single crystal wafer as a base wafer, and The resistivity of the SOI layer can be higher than the resistivity of the epitaxial layer (monitor epitaxial layer formed under the same conditions) whose resistivity is to be measured.
通常抵抗率若しくは高抵抗率のシリコン単結晶ウェーハの表面上に低抵抗率のエピタキシャル層が形成された構造のエピタキシャルウェーハが求められることがあるが、従来はこのような構造のエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層の抵抗率を高精度且つ簡易に評価することができなかった。しかし後述するように、本発明によれば通常若しくは高抵抗率のシリコン単結晶ウェーハ上の低抵抗率のエピタキシャル層の抵抗率を従来より高い精度で簡易に評価することができる。このため、ＳＯＩ層の抵抗率が抵抗率を測定したいエピタキシャル層より高抵抗率なＳＯＩウェーハを用いると、通常抵抗率若しくは高抵抗率のシリコン単結晶ウェーハの表面上に低抵抗率のエピタキシャル層が形成された構造のエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層の抵抗率を間接的ではあるが高精度且つ容易に測定することができ、より実際に即した構造のエピタキシャルウェーハの評価を行うことになる。 An epitaxial wafer having a structure in which an epitaxial layer having a low resistivity is formed on the surface of a normal or high resistivity silicon single crystal wafer is sometimes required. Conventionally, an epitaxial layer of an epitaxial wafer having such a structure is required. The resistivity could not be evaluated with high accuracy and simplicity. However, as will be described later, according to the present invention, the resistivity of a low resistivity epitaxial layer on a normal or high resistivity silicon single crystal wafer can be easily evaluated with higher accuracy than before. For this reason, when an SOI wafer whose resistivity is higher than that of the epitaxial layer whose resistivity is to be measured is used, an epitaxial layer having a low resistivity is formed on the surface of the normal or high resistivity silicon single crystal wafer. The resistivity of the epitaxial layer of the epitaxial wafer having the formed structure can be indirectly measured with high accuracy and easily, and the epitaxial wafer having a more realistic structure can be evaluated.
そして、ＳＯＩウェーハのＳＯＩ層上に、シリコン単結晶ウェーハの主表面に成長させるエピタキシャル層の成長条件と同一条件でモニターエピタキシャル層を成長させる。
このときのエピタキシャル層（モニターエピタキシャル層）の物性は特に限定されないが、抵抗率は０．０１Ωｃｍ以下とすることができる。
後述するように、本発明のエピタキシャル層の抵抗率評価方法は、抵抗率が０．０１Ωｃｍ以下と高濃度ドープエピタキシャル層であっても、膜厚及び抵抗値、特に膜厚を従来に比べて正確に測定することができるものである。従って、近年要求されるような０．０１Ωｃｍ以下と極めて低抵抗率のエピタキシャル層を有するエピタキシャルウェーハであっても、そのエピタキシャル層の抵抗率を従来に比べてより正確に評価することができる測定方法となっている。
Then, a monitor epitaxial layer is grown on the SOI layer of the SOI wafer under the same conditions as the growth conditions of the epitaxial layer grown on the main surface of the silicon single crystal wafer.
The physical properties of the epitaxial layer (monitor epitaxial layer) at this time are not particularly limited, but the resistivity can be 0.01 Ωcm or less.
As will be described later, the method for evaluating the resistivity of the epitaxial layer according to the present invention is more accurate than the conventional film thickness and resistance value, particularly the film thickness, even if the resistivity is 0.01 Ωcm or less and a highly doped epitaxial layer. Can be measured. Therefore, even for an epitaxial wafer having an epitaxial layer with an extremely low resistivity of 0.01 Ωcm or less as required in recent years, a measuring method capable of more accurately evaluating the resistivity of the epitaxial layer than in the past. It has become.
そして、モニターエピタキシャル層の膜厚及び抵抗値を測定してモニターエピタキシャル層の抵抗率を算出する。 Then, the film thickness and resistance value of the monitor epitaxial layer are measured to calculate the resistivity of the monitor epitaxial layer.
ここで、膜厚は反射分光法で測定し、抵抗値は四探針法で測定することができる。
反射分光法で膜厚を測定することによって、容易且つ簡易にモニターエピタキシャル層の膜厚を従来に比べてより正確に評価することができる。そして四探針法で抵抗値を正確に測定し、先に反射分光法によって測定した正確なモニターエピタキシャル層の膜厚を利用することによって、モニターエピタキシャル層の抵抗率を従来に比べて簡易且つ正確に算出することができる。すなわち、膜厚と抵抗値が１枚のモニターウェーハで測定できるため、従来のように別々のエピタキシャルウェーハによる抵抗率評価では避けることができなかった不確定要因を排除することができ、正確な抵抗率測定を行うことができる。
そして、モニターウェーハも１枚で間に合うため、抵抗率測定用のエピタキシャル成長が１回で足りるので、ウェーハ作製のための時間とコストを削減することができ、より好都合である。
Here, the film thickness can be measured by reflection spectroscopy, and the resistance value can be measured by a four-point probe method.
By measuring the film thickness by reflection spectroscopy, the film thickness of the monitor epitaxial layer can be evaluated more accurately and easily than in the past. And, by accurately measuring the resistance value by the four-probe method and using the accurate film thickness of the monitor epitaxial layer previously measured by the reflection spectroscopy, the resistivity of the monitor epitaxial layer is simpler and more accurate than before. Can be calculated. In other words, since the film thickness and resistance can be measured with a single monitor wafer, uncertain factors that could not be avoided in the conventional resistivity evaluation using separate epitaxial wafers can be eliminated, and accurate resistance can be eliminated. Rate measurements can be made.
Since one monitor wafer can be made in time, the epitaxial growth for resistivity measurement is sufficient, so that the time and cost for wafer production can be reduced, which is more convenient.
図３は、一般的な反射分光法を用いたＳＯＩウェーハのＳｉ（ＳＯＩ）層およびＳｉＯ２層の膜厚を測定する原理について説明したものである。
ＳＯＩ層１４の表面側から入射させた入射光の強度Ｉと、ＳＯＩ層１４表面・ＳＯＩ層１４とＳｉＯ２層１３との境界・ＳｉＯ２層１３とベースウェーハ（シリコン単結晶ウェーハ）１１ａとの境界で反射した反射光の強度Ｒの比（Ｒ／Ｉ）は、式（４）のように、ＳＯＩ層・ＳｉＯ２層の膜厚、ＳＯＩ層・ＳｉＯ２層・シリコン単結晶ウェーハの屈折率、吸収係数および測定波長λの関数として表される。
（Ｒ／Ｉ）＝ｆ（ｔ１，ｔ２，ｎ１，ｎ２，ｎ３，ｋ１，ｋ２，ｋ３，λ） （４）
ｔ１，ｎ１，ｋ１：ＳＯＩ層の膜厚，屈折率，吸収係数
ｔ２，ｎ２，ｋ２：ＳｉＯ２層の膜厚，屈折率，吸収係数
ｎ３，ｋ３：Ｓｉウェーハの屈折率，吸収係数
FIG. 3 explains the principle of measuring the film thickness of the Si (SOI) layer and SiO 2 layer of an SOI wafer using general reflection spectroscopy.
The intensity I of incident light incident from the surface side of the
(R / I) = f (t 1 , t 2 , n 1 , n 2 , n 3 , k 1 , k 2 , k 3 , λ) (4)
t 1 , n 1 , k 1 : SOI layer thickness, refractive index, absorption coefficient t 2 , n 2 , k 2 : SiO 2 layer thickness, refractive index, absorption coefficient n 3 , k 3 : Si wafer Refractive index, absorption coefficient
この関係を用いて、ＳＯＩ層１４、ＳｉＯ２層１３の膜厚ｔ１およびｔ２は、波長λを変化させながら（Ｒ／Ｉ）を計測し、既知数であるｎ１、ｎ２、ｎ３、ｋ１、ｋ２、ｋ３を用いることで求めることができる。
Using this relationship, the film thicknesses t 1 and t 2 of the
また、反射分光法では、可視光領域の波長の光を用いることができる。
例えば、モニターエピタキシャル層（エピタキシャル層）を、高濃度にドーパントがドープされた低抵抗率のものとしても、可視光領域の波長の光はこのような低抵抗率モニターエピタキシャル層を透過できる。このため、たとえ低抵抗率のエピタキシャル層の評価であったとしても、可視光領域の波長の光を用いれば、容易にモニターエピタキシャル層の膜厚を高精度に評価することができ、算出する抵抗率の精度もより向上することになる。
In reflection spectroscopy, light having a wavelength in the visible light region can be used.
For example, even if the monitor epitaxial layer (epitaxial layer) has a low resistivity doped with a dopant at a high concentration, light having a wavelength in the visible light region can pass through the low resistivity monitor epitaxial layer. For this reason, even when evaluating an epitaxial layer with a low resistivity, the thickness of the monitor epitaxial layer can be easily evaluated with high accuracy by using light having a wavelength in the visible light region, and the calculated resistance The accuracy of the rate will also be improved.
そして、モニターエピタキシャル層の面内の同一箇所に対して、反射分光法による膜厚の測定と四探針法による抵抗値の測定を行うことができる。
モニターエピタキシャル層の同一箇所に対して、反射分光法による膜厚の測定と四探針法による抵抗値の測定を行うことによって、正確に膜厚が測定された箇所の抵抗値を正確に測定することができるため、更に高精度に抵抗率の測定を行うことができる。
Then, the film thickness can be measured by reflection spectroscopy and the resistance value can be measured by the four-probe method at the same location in the plane of the monitor epitaxial layer.
By measuring the film thickness by reflection spectroscopy and measuring the resistance value by the four-probe method for the same part of the monitor epitaxial layer, the resistance value of the part where the film thickness is accurately measured is accurately measured. Therefore, the resistivity can be measured with higher accuracy.
更に、予めモニターエピタキシャル層を成長させる前に可視光領域の波長の光を用いた反射分光法によってＳＯＩ層の厚さを測定しておき、更にモニターエピタキシャル層を成長させた後に可視光領域の波長の光を用いた反射分光法によってＳＯＩ層とモニターエピタキシャル層の厚さを測定する。そしてこのＳＯＩ層とモニターエピタキシャル層の厚さからＳＯＩ層の厚さを減ずることによって、モニターエピタキシャル層の膜厚を測定するものとすることができる。 Further, the thickness of the SOI layer is measured in advance by reflection spectroscopy using light having a wavelength in the visible light region before the monitor epitaxial layer is grown, and the wavelength in the visible light region is further grown after the monitor epitaxial layer is grown. The thicknesses of the SOI layer and the monitor epitaxial layer are measured by reflection spectroscopy using the above light. The thickness of the monitor epitaxial layer can be measured by subtracting the thickness of the SOI layer from the thickness of the SOI layer and the monitor epitaxial layer.
反射分光法では、本発明のようなベースウェーハ＋ＳｉＯ２層＋ＳＯＩ層＋モニターエピタキシャル層との構造のＳＯＩウェーハのシリコン酸化膜より表面側の厚さを評価しても、モニターエピタキシャル層とＳＯＩ層の厚さを区別して測定することは容易ではない。
そこで、まず予めＳＯＩ層のみの厚さを反射分光法で測定しておく。そしてモニターエピタキシャル層の厚さの測定を行った後に、測定値から先に測定しておいたＳＯＩ層の厚さを減算することによって、従来より更に高精度にモニターエピタキシャル層の膜厚を測定することができる。すなわち、エピタキシャル層の抵抗率をより高精度に測定することができるようになる。
In reflection spectroscopy, even if the thickness on the surface side from the silicon oxide film of the SOI wafer having the structure of base wafer + SiO 2 layer + SOI layer + monitor epitaxial layer as in the present invention is evaluated, the monitor epitaxial layer and the SOI layer It is not easy to distinguish and measure the thickness.
Therefore, first, the thickness of only the SOI layer is measured in advance by reflection spectroscopy. Then, after the thickness of the monitor epitaxial layer is measured, the thickness of the monitor epitaxial layer is measured with higher accuracy than before by subtracting the thickness of the SOI layer previously measured from the measured value. be able to. That is, the resistivity of the epitaxial layer can be measured with higher accuracy.
このようにして算出されたモニターエピタキシャル層の抵抗率は、同一条件で成長させるシリコン単結晶ウェーハの主表面に成長させるエピタキシャル層の抵抗率とほとんど同一視できるものであるので、このモニターエピタキシャル層の抵抗率を実際のエピタキシャル層の抵抗率とみなすことができる。 The resistivity of the monitor epitaxial layer calculated in this way can be almost identical to the resistivity of the epitaxial layer grown on the main surface of the silicon single crystal wafer grown under the same conditions. The resistivity can be regarded as the actual resistivity of the epitaxial layer.
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例）
直径３００ｍｍ、導電型ｐ型、１０Ωｃｍのシリコン単結晶ウェーハをベースウェーハとし、膜厚１４５ｎｍのＢＯＸ層、導電型ｐ型、１０Ωｃｍ、膜厚８８ｎｍのＳＯＩ層からなるＳＯＩウェーハをモニターウェーハとして複数枚準備した。そして、エピタキシャル成長装置に１枚毎に別個に投入した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.
(Example)
A single wafer of 300 mm diameter, conductive p-type, 10 Ωcm silicon is used as a base wafer, and a plurality of SOI wafers consisting of a 145 nm thick BOX layer, conductive p-type, 10 Ωcm, 88 nm thick SOI layer are prepared as monitor wafers did. And it put into the epitaxial growth apparatus separately for every sheet.
そして、ドーパントガスの流量を変化させて、抵抗率が０．１Ωｃｍ以下で膜厚が約３．５μｍのｎ型エピタキシャル層をモニターエピタキシャル層として以下に示す条件で成長させた。
圧力を常圧（７６０ｔｏｒｒ（１×１０５Ｐａ））、温度１０８０℃、Ｈ２ガス流量を５０ｓｌｍ、シリコン原料ガスとしてジクロロシランを４５０ｓｃｃｍ、ドーパントガスとしてホスフィン（ＰＨ３）の流量を１０〜９５０ｓｃｃｍの範囲で変化させた。
Then, by changing the flow rate of the dopant gas, an n-type epitaxial layer having a resistivity of 0.1 Ωcm or less and a film thickness of about 3.5 μm was grown as a monitor epitaxial layer under the following conditions.
The pressure is normal pressure (760 torr (1 × 10 5 Pa)), the temperature is 1080 ° C., the H 2 gas flow rate is 50 slm, dichlorosilane is 450 sccm as the silicon source gas, and the phosphine (PH 3 ) flow rate is 10 to 950 sccm as the dopant gas. Varyed in range.
このように作製したモニターＳＯＩウェーハのモニターエピタキシャル層とＳＯＩ層のトータル膜厚を、反射分光法を用いたＡＤＥ社製ＡｃｕＭａｐ（波長：０．４５〜０．９μｍ）を用いて評価した。その結果の一例を図４に示す。
図４に示すように、モニターＳＯＩウェーハのモニターエピタキシャル層とＳＯＩ層のトータル膜厚は正確に測定できることが判った。
The total film thickness of the monitor epitaxial layer and the SOI layer of the monitor SOI wafer produced as described above was evaluated using AcuMap (wavelength: 0.45 to 0.9 μm) manufactured by ADE using reflection spectroscopy. An example of the result is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, it was found that the total film thickness of the monitor epitaxial layer and the SOI layer of the monitor SOI wafer can be measured accurately.
そしてＰＨ３流量のみを変化させたことによって抵抗率を変えたモニターエピタキシャル層の膜厚とＰＨ３ガス流量との関係を評価した。その結果を図５に示す。
図５に示すように、反射分光法によって測定されるモニターエピタキシャル層の膜厚は、モニターエピタキシャル層の抵抗率が変化しても一定の値を示していることが判った。従って、可視光領域の光を用いた反射分光法であればエピタキシャル層の抵抗率にかかわらず正確に膜厚を評価でき、０．１Ωｃｍ以下の低抵抗率の測定はもちろん、少なくとも０．００３Ωｃｍの極めて低抵抗率のエピタキシャル層までは膜厚測定が可能であることが確認できた。
Then, the relationship between the film thickness of the monitor epitaxial layer whose resistivity was changed by changing only the PH 3 flow rate and the PH 3 gas flow rate was evaluated. The result is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, it was found that the film thickness of the monitor epitaxial layer measured by reflection spectroscopy shows a constant value even when the resistivity of the monitor epitaxial layer changes. Therefore, if reflection spectroscopy using light in the visible light region is used, the film thickness can be accurately evaluated regardless of the resistivity of the epitaxial layer. Of course, a low resistivity of 0.1 Ωcm or less is measured, and at least 0.003 Ωcm. It was confirmed that the film thickness could be measured up to an extremely low resistivity epitaxial layer.
このように作製した抵抗率の異なるｎ型モニターエピタキシャル層が形成されたモニターウェーハの中から３種類（サンプル１（ＰＨ３ガス流量２００ｓｃｃｍ）、サンプル２（ＰＨ３ガス流量４００ｓｃｃｍ）、サンプル３（ＰＨ３ガス流量９５０ｓｃｃｍ））を選択した。
そして、図６に示したウェーハ面内９点に対して、ＡｃｕＭａｐによる膜厚測定および四探針法による抵抗値測定を行い、抵抗率を算出した。そのモニターウェーハ上に成長させたモニターエピタキシャル層の膜厚・抵抗値・抵抗率の測定結果を表１に示す。
尚、表１中のモニターエピタキシャル層の膜厚は、ＡｃｕＭａｐによって測定したトータル膜厚（モニターエピタキシャル層＋ＳＯＩ層）から、予め測定してあったＳＯＩ層の膜厚を減じた値を示している。
Three types of monitor wafers on which n-type monitor epitaxial layers having different resistivity thus formed are formed (sample 1 (PH 3
Then, the film thickness measurement by AcuMap and the resistance value measurement by the four-probe method were performed on nine points in the wafer surface shown in FIG. 6 to calculate the resistivity. Table 1 shows the measurement results of the film thickness, resistance value, and resistivity of the monitor epitaxial layer grown on the monitor wafer.
The film thickness of the monitor epitaxial layer in Table 1 represents a value obtained by subtracting the thickness of the SOI layer measured in advance from the total film thickness (monitor epitaxial layer + SOI layer) measured by AcuMap.
表１に示すように、ＰＨ３流量の増加とともにエピタキシャル層の抵抗率が低くなっており、Ｐが高濃度にドーピングされたことが示されている。 As shown in Table 1, the resistivity of the epitaxial layer decreases with increasing PH 3 flow rate, indicating that P is doped at a high concentration.
そして、この抵抗率の測定方法によって算出した抵抗率の確からしさを確認するために、先に四探針測定を行った箇所のＳＩＭＳ分析（Ｐ濃度のデプスプロファイル測定）を行った。その結果を図７に示す。図７は、ＰＨ３流量に対する実施例における抵抗率から算出したＰ濃度やＳＩＭＳ分析によるＰ濃度実測値をプロットしたグラフである。
実施例の測定方法によるＰ濃度算出値も、ＳＩＭＳによる実測値も、ＰＨ３ドープ流量が増加するに従ってＰ濃度が増加する傾向が見られた。尚、ＳＩＭＳによるＰ濃度よりも実施例の測定方法から算出したＰ濃度の方が若干低い値となっているのは、ドーパントの活性化の影響が含まれているためと考えられる。
Then, in order to confirm the certainty of the resistivity calculated by this resistivity measurement method, SIMS analysis (depth profile measurement of P concentration) was performed at the location where the four-point probe measurement was performed previously. The result is shown in FIG. FIG. 7 is a graph plotting the P concentration calculated from the resistivity in the example with respect to the PH 3 flow rate and the P concentration actual measurement value by SIMS analysis.
The P concentration calculated by the measurement method of the example and the measured value by SIMS tended to increase as the PH 3 dope flow rate increased. The reason why the P concentration calculated from the measurement method of the example is slightly lower than the P concentration by SIMS is considered to be due to the influence of dopant activation.
また、図８は先に求めたＰ濃度とＳＩＭＳ分析によるＰ濃度実測値との相関を示したものであり、ほぼ同じ値を示すこと、良好な相関関係があることが判った。
以上の結果をまとめると、実施例によるエピタキシャル層の抵抗率測定方法は、低抵抗率のエピタキシャル層の抵抗率であっても正確に測定できる手法であるとことが判った。
FIG. 8 shows the correlation between the previously determined P concentration and the measured P concentration by SIMS analysis. It was found that the P concentration was almost the same and that there was a good correlation.
Summarizing the above results, it was found that the resistivity measurement method of the epitaxial layer according to the example is a technique that can accurately measure even the resistivity of the low resistivity epitaxial layer.
（比較例）
実施例と比較するため、図９に示すような直径３００ｍｍのシリコン単結晶ウェーハからなる２種類のモニターウェーハ（膜厚測定用のｐ＋型シリコン単結晶ウェーハ２１ａと抵抗率測定用のｐ−型シリコン単結晶ウェーハ２１ｂ）を３組用意し、抵抗率測定用モニターウェーハ２３ｂとして実施例と同一条件で３種類のｎ型のモニターエピタキシャル層２２ｂ（ｎ＋エピタキシャル層）を形成（サンプル１’（ＰＨ３ガス流量２００ｓｃｃｍ）、サンプル２’（ＰＨ３ガス流量４００ｓｃｃｍ）、サンプル３’（ＰＨ３ガス流量９５０ｓｃｃｍ））し、膜厚測定用モニターウェーハ２３ａとしてＰＨ３をドープせずにノンドープエピタキシャル層２２ａを形成した以外は実施例と同一条件でエピタキシャル層を形成した。
(Comparative example)
For comparison with the embodiment, two types of monitor wafers (a p + type silicon single crystal wafer 21a for film thickness measurement and a p − type for resistivity measurement) made of a silicon single crystal wafer having a diameter of 300 mm as shown in FIG. Three sets of silicon
そして、抵抗率測定用モニターウェーハ２３ｂに対しては四探針法で抵抗値を測定し、膜厚測定用モニターウェーハ２３ａに対してはＦＴＩＲ赤外干渉法で膜厚を測定し、これらの値から抵抗率を求め、表２に記載した。
The resistance value is measured by the four-probe method for the resistivity measuring
表２に示すように、比較例の３種類のモニターウェーハのモニターエピタキシャル層も、ＰＨ３流量の増加とともにエピタキシャル層の抵抗率が低くなっており、Ｐが高濃度にドーピングされたことが示されている。 As shown in Table 2, the epitaxial epitaxial layer of the three types of comparative monitor wafers also showed a decrease in the resistivity of the epitaxial layer as the PH 3 flow rate increased, indicating that P was highly doped. ing.
そして図７に、比較例の抵抗率測定方法で測定した抵抗率から算出したＰ濃度を示す。
図７に示すように、実施例の測定方法に比べると、比較例の測定方法の方がＳＩＭＳによる測定値から乖離した値となっていることが判った。
FIG. 7 shows the P concentration calculated from the resistivity measured by the resistivity measurement method of the comparative example.
As shown in FIG. 7, it was found that the measurement method of the comparative example had a value deviating from the measurement value by SIMS, compared to the measurement method of the example.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.
１１…シリコン単結晶ウェーハ、
１１ａ…ベースウェーハ（シリコン単結晶ウェーハ）、
１２…エピタキシャル層、
１３…シリコン酸化膜（ＳｉＯ２層）、
１４…ＳＯＩ層、
２１ａ…ｐ＋型シリコン単結晶ウェーハ、 ２１ｂ…ｐ−型シリコン単結晶ウェーハ、
２２ａ…ノンドープエピタキシャル層、 ２２ｂ…ｎ＋型エピタキシャル層、
２３ａ…膜厚測定用モニターウェーハ、 ２３ｂ…抵抗率測定用モニターウェーハ。
11 ... Silicon single crystal wafer,
11a ... Base wafer (silicon single crystal wafer),
12: Epitaxial layer,
13 ... Silicon oxide film (SiO 2 layer),
14 ... SOI layer,
21a ... p + type silicon single crystal wafer, 21b ... p - type silicon single crystal wafer,
22a ... non-doped epitaxial layer, 22b ... n + type epitaxial layer,
23a: Monitor wafer for
Claims (7)
エピタキシャル成長装置に、モニターウェーハとしてベースウェーハとしてのシリコン単結晶ウェーハ上にシリコン酸化膜、ＳＯＩ層が積層された構造を有するＳＯＩウェーハを投入し、該ＳＯＩウェーハの該ＳＯＩ層上に、前記シリコン単結晶ウェーハの主表面に成長させるエピタキシャル層の成長条件と同一条件でモニターエピタキシャル層を成長させ、
その後、前記モニターエピタキシャル層の膜厚及び抵抗値を測定して前記モニターエピタキシャル層の抵抗率を算出し、
該算出された抵抗率を、前記シリコン単結晶ウェーハの主表面に成長させる前記エピタキシャル層の抵抗率とすることを特徴とするエピタキシャル層の抵抗率測定方法。 A method for measuring the resistivity of an epitaxial layer formed on a silicon single crystal wafer, comprising at least:
The epitaxial growth apparatus, a silicon oxide film on a silicon single crystal wafer as a base wafer as a monitor wafer, was charged SOI wafer having a structure in which an SOI layer is laminated, on the SOI layer of the SOI wafer, the silicon single crystal Growing the monitor epitaxial layer under the same conditions as the growth condition of the epitaxial layer grown on the main surface of the wafer,
Thereafter, the film thickness and resistance value of the monitor epitaxial layer are measured to calculate the resistivity of the monitor epitaxial layer,
A method of measuring the resistivity of an epitaxial layer, wherein the calculated resistivity is a resistivity of the epitaxial layer grown on the main surface of the silicon single crystal wafer.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110797256A (en) * | 2019-11-12 | 2020-02-14 | 河北普兴电子科技股份有限公司 | Method for testing resistivity of silicon carbide buffer layer |
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Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2953263B2 (en) * | 1993-07-16 | 1999-09-27 | 信越半導体株式会社 | Method for measuring resistivity of n-type silicon epitaxial layer |
| JP2006270110A (en) * | 2006-04-17 | 2006-10-05 | Toshiba Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
-
2009
- 2009-12-28 JP JP2009297599A patent/JP5463905B2/en active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110797256A (en) * | 2019-11-12 | 2020-02-14 | 河北普兴电子科技股份有限公司 | Method for testing resistivity of silicon carbide buffer layer |
| RU2785802C1 (en) * | 2022-01-10 | 2022-12-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) | Method for determining the electrophysical characteristics of alloyed layers of silicon wafers |
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