Mesure de haute précision de la résistivité des couches épitaxiales minces et des substrats
Objectif
La mesure de la résistivité des couches épitaxiales sur des semi-conducteurs fortement dopés représente un défi de taille, mais elle est cruciale pour plusieurs raisons :
Évaluation de la qualité des matériaux, permettant d'apprécier la qualité structurelle et électronique
Vérification de la densité de dopage
Prévision des performances du dispositif
Extraction des paramètres du matériau, tels que la concentration en porteurs
Développement de procédés et simulation de modèles de dopage
Détection des contaminations, des dérives de processus, des hétérogénéités et des défauts
La disponibilité d'une telle mesure, alliant précision et reproductibilité, est donc essentielle pour les applications avancées en semi-conducteurs. À ce jour, seules des méthodes destructives, sans résolution spatiale ou à faible résolution, telles que le CV au mercure, sont disponibles.
Exemple d'application
La figure 1 présente une représentation exemplaire de la densité de dopage d'un substrat de 4H-SiC de 4 pouces fortement dopé, recouvert d'une couche épitaxiale de 11 µm d'épaisseur. La face de croissance du substrat est clairement identifiable, tout comme le gradient radial de dopage de la couche épitaxiale. L'exclusion en bordure est d'environ 3 mm et la reproductibilité atteint plus de 99 %.
![Figure 1: Example of a doping density map of a 350 µm thick, highly doped SiC substrate (right) with clearly observable growth facet and a 11 µm thick epitaxial layer (left) [1]](/fileadmin/_processed_/3/3/csm_THZ_Time-Domain_spectroscopy_Figure_1_left_1a0353c7d6.png)
Figure 1: Example of a doping density map of a 350 µm thick, highly doped SiC substrate (right) with clearly observable growth facet and a 11 µm thick epitaxial layer (left) [1]
Une comparaison avec les mesures de CV au mercure montre une très bonne concordance (figure 2). L'écart est inférieur à 0,56 %.
![Figure 2: comparison of a linescan through the center of the wafer with mercury CV measurements [1]](/fileadmin/_processed_/9/4/csm_THZ_Time-Domain_spectroscopy_Figure_2_left_d28861ed19.png)
Figure 2: comparison of a linescan through the center of the wafer with mercury CV measurements [1]
Pour plus d'informations, veuillez consulter :
[2] Résumé : Caractérisation de la résistivité sur une large plage de valeurs des semi-conducteurs par spectroscopie terahertz dans le
domaine temporel
THZmap
Contactless doping-density mapping for epitaxial layers on highly doped semiconductors
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