表面電荷プロファイリング(SPV)

 

交流SPV分析(ac-SPV)

ac-SPV(ac-Surface Photo Voltage)は電気光学的手法であり、半導体の基板表面、または厚さ数ミクロンの絶縁体で覆われた表面の電気特性を高速かつ非破壊で評価できます。この手法では、複数の重要なパラメータ(表面近傍のドーピング濃度、抵抗率、表面のライフタイム、表面の導電型など)を同時に特定することができます。

表面電荷プロファイリング図2. ac-SPV分析

動作原理

ac-SPV法は、ウェハー表面への断続(正弦波)光照射による表面バリアの初期高さの変化の測定(acサーフェイス・フォトボルテージ測定)に基づいています。表面電位バリアは、界面(表面)の状態の電荷と、ウェハー上の誘電体フィルムの電荷(酸化物電荷)によって基板表面で形成されます。使われたフォトンエネルギーは、半導体のバンドギャップより大きく、半導体表面は電界の印加によって空乏状態または反転状態に保たれます。誘起されたac-SPV信号は、容量結合型電極で検出ができ、空乏層の幅に比例します。これを用いて、空乏層の幅で決定される表面領域の他の重要な電気パラメータを計算することができます。

安定した反転状態を実現するには、前処理が必要なため、UV室内で酸化物をウェハーの表面上で成長させ、コロナチャージを加えます。

n型ウェハーには負の、p型ウェハーには正のコロナチャージを、反転状態が自動的に達成されるまで段階的に加えます。加えたコロナチャージは、反転状態を維持するために、測定中に表面上で安定を保つ必要があります。この条件は、高品質の薄い酸化膜がウェハー表面上に存在する場合に満たされます。

UV室の場合、ウェハーは停滞したCDA環境内で照射され、ウェハー上に均一で濃いオゾン層が形成されます(つまり、高速で均一な酸化が行われます)。

有機汚染(コンタミネーション)をウェハーから除去し、水素-ボロン対を除去するために、デソーバーが使用されます。

特徴

  • ・非破壊・非接触
  • ・高速&高分解能マッピング機能
  • ・薄いエピ(Epi)や埋め込み層上のエピを測定可能
  • ・エピタキシャルリアクタの問題を最も早期に検出
  • ・抵抗率モニターウェハーが不要
  • ・所有コストが低い
  • ・堅牢な性能/簡単な操作
  • ・ウェハーメーカーの必需品
製品ラインナップ

QC

QCシリーズでは、非接触のacサーフェイス・フォトボルテージ技術を使い、as-grownエピタキシャルウェハーの表面近傍の抵抗率、ドーピング濃度、再結合ライフタイムを非破壊で測定します。

QC測定ソリューションは、エピやアニール後のチョクラルスキー法を用いたプロセスの管理に、多くのウェハー・ICメーカーで10年以上にわたり使用されています。

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