[发明专利]电阻率标准样本的制造方法以及磊晶晶圆的电阻率测定方法

说明书

本发明提供一种电阻率标准样本的制造方法，包含第一导电型单晶硅基板的准备步骤、使用有对国家标准的追溯性的厚度测定机器测定单晶硅基板的厚度的步骤、将第二导电型硅磊晶层于第一导电型单晶硅基板上成长而制作具有p‑n接面的磊晶晶圆的步骤、使用有对国家标准的追溯性的厚度测定机器测定磊晶晶圆的厚度的步骤、自磊晶晶圆的厚度与单晶硅基板的厚度求得硅磊晶层的厚度的步骤、以及使用有对电阻率标准物质的追溯性的电阻率测定机器的磊晶层的电阻率测定步骤。该电阻率标准样本的制造方法能够制造对电阻率标准物质(例如NIST)有追溯性的电阻率标准样本。

技术领域

本发明涉及电阻率标准样本的制造方法以及磊晶晶圆的电阻率测定方法。

背景技术

已知，作为测定硅磊晶层的电阻率的方法，直流四探针法及C-V(capacitance-voltage)法广为人知。

直流四探针法使用超硬合金的碳化钨作为探针，于试料表面垂直地使四探针加压接触，通过外侧的探针而流通电流I(A)，测定中间二支的探针间的电位差V(V)。晶圆的电阻率ρ以计算式(1)来算出。

ρ(Ω·cm)＝2πSV/I·Fw·Fr   (1)

其中，S：探针间隔(例如1mm)，Fw：晶圆的厚度的修正项，Fr：晶圆的直径及测定位置的修正项。

用于直流四探针法的电阻率测定机器能使用有对NIST(National Institute ofStandards and Technology，美国国立标准技术研究所)所提供的SRM2541(0.01Ω·cm)至SRM2547(200Ω·cm)的七个位准的电阻率标准物质(SRM，Standard Reference Material)的追溯性的标准晶圆而校正。

SRM2541至SRM2543是硼掺杂的p型CZ结晶，SRM2544至SRM2547是中子照射的n型FZ结晶分别研光加工成晶圆状的。前述的标准晶圆也是将CZ结晶或FZ结晶研光加工成晶圆状的块状晶圆(bulk wafer)。通过以夹住的方式将选择的SRM以直流四探针法的测定机器测定标准晶圆的电阻率而进行该测定机器的校正，通过以经校正的测定机器测定该标准晶圆，而成为作为二次标准值的电阻率的赋值。

另一方面，在C-V法之中，于单晶硅晶圆的表面，使用例如水银电极而形成肖特基势垒结(Schottky barrier junction)，通过对该电极使逆向偏压电压连续地变化的同时施加，于单晶硅晶圆的内部使空乏层扩大而使容量变化。然后，自此逆向偏压电压与容量的关系算出期望的深度之中的掺杂浓度，更进一步使用ASTM STANDARDS F723等的换算式，将掺杂浓度换算成电阻率。

目前，并无关于以C-V法求得的电阻率的国际标准或国家标准(国家计量标准)等的规定，然而因应需要，在进行交易的公司之间有进行着确认各个电阻率的相关性。但是，由C-V法与直流四探针法所求得的电阻率之间有大致的相关已经为人所知，例如于专利文献1记载：通过C-V法的电阻率与通过HF处理后的四探针法的电阻率几乎一致。再者，于专利文献1记载：磊晶晶圆的磊晶层的电阻率可自常数、磊晶层的薄膜电阻及磊晶层的膜厚度的积来计算。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开平7-37953号公报

[专利文献2]日本特开2003-65724号公报

[发明所欲解决的问题]

发明内容

当使用C-V法的测定机器而于硅磊晶层施加逆向偏压电压，空乏层会因应电阻率而朝深度方向扩散。空乏层的扩散幅度在低电阻率为狭窄，在高电阻率为广阔。例如，对n型硅磊晶层施加作为初期施加电压的1V的逆向偏压电压的情况，所形成的空乏层幅度，概略为在0.5Ω·cm为0.45μm、在5Ω·cm为1.5μm、在50Ω·cm为5μm。