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技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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
本专利技术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。
技术介绍
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(NationalInstituteofStandardsandTechnology，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，StandardReferenceMaterial)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(bulkwafer)。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(Schottkybarrierjunction)，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ASTMSTANDARDSF723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[专利技术所欲解决的问题]
技术实现思路
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。相对于此，直流四探针法的二次标准晶圆为经实施研光加工等的厚度略400μm～800μm的块状晶圆，具有厚度方向的电阻率变动。因此，显示块状整体的平均电阻率的直流四探针的标准值，自表面至深度为略10μm为止的电阻率并不见得会一致。再者，于自二次标准晶圆表面至略10μm为止的在C-V法测定区域的厚度方向电阻率变动的情况，根据所选择的测定深度，电阻率的值会变化。其结果，当使用二次标准的块状晶圆而取得直流四探针法与C-V法的相关，由于每当更换二次标准晶圆时关系式会大大地变动的缘故，无法将直流四探针法的标准值与C-V的电阻率测定值赋予关连。另一方面，在专利文献1所揭示的n型硅磊晶层的电阻率测定方法之中，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为几乎一致。此为可以想到是用于C-V法与四探针法的电阻率比较的样本并非块状晶圆，而是硅磊晶层的缘故。硅磊晶层，由于在气相沉积时使用MFC(MassFlowController)的缘故，容易将厚度方向的电阻率管理为一定。但是，由于专利文献1之中使用无对国家标准的追溯性的FT-IR(FourierTransformInfraredSpectroscopy)法或SR(SpreadingResistance，扩散电阻)法而测定硅磊晶层的厚度的缘故，使用其厚度算出的通过直流四探针法的电阻率的值，无法具有对国家标准的追溯性。鉴于上述问题点，本专利技术的目的在于提供一种电阻率标准样本的制造方法，能制造具有对NIST等的电阻率标准物质的追溯性的电阻率标准样本。再者，本专利技术的目的，亦提供一种磊晶晶圆的电阻率测定方法，通过使用制造的电阻率标准样本而校正C-V法测定装置，使用具有对NIST等的电阻率标准物质的追溯性的C-V法测定装置，能测定测定对象的磊晶晶圆的磊晶层电阻率。[解决问题的技术手段]为了达成上述目的，本专利技术提供一种电阻率标准样本的制造方法，包含：准备步骤，准备第一导电型单晶硅基板；基板厚度测定步骤，使用以有对国家标准的追溯性的标准块规所校正的厚度测定机器，测定该第一导电型单晶硅基板的厚度；气相沉积步骤，将具有与该第一导电型为相反导电型的第二导电型的第二导电型硅磊晶层予以于该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；磊晶晶圆厚度测定步骤，使用该厚度测定机器而测定该磊晶晶圆的厚度；厚度求取步骤，自该磊晶晶圆的厚度与该第一导电型单晶硅基板的厚度而求得该第二导电型硅磊晶层的厚度；以及电阻率测定步骤，使用以有对电阻率标准物质的追溯性的电阻率测定机器而测定该硅磊晶层的电阻率。如此一来，通过使用有对国家标准的追溯性的厚度测定机器与有对电阻率标准物质的追溯性的电阻率测定机器，而求取磊晶晶圆的硅磊晶层的电阻率，能确实地制造有对电阻率标准物质的追溯性的电阻率标准样本。此时，该电阻率标准物质为NIST标准物质SRM2541至SRM2547中的至少一种为佳。NIST标准物质为美国的国家标准物质，由于信赖度极高，制造的电阻率标准样本能有更高的信赖度。此时，该第一导电型单晶硅基板的杂质浓度未达1×1018atoms/cm3为佳。若为如此的单晶硅基板中的杂质浓度，能将向硅磊晶层的单晶硅基板中的杂质的外侧扩散及自动掺杂的影响几乎排除，能制造更高精密度的电阻率标准样本。此时，该第二导电型硅磊晶层的厚度为100μm以上200μm以下为佳。若硅磊晶层的厚度为100μm以上，对于硅磊晶层的电阻率的p-n接面附近的电阻率上升的影响变成极小，能制造更高精密度的电阻率标准样本。再者，由于通常没有硅磊晶层的厚度超过200μm的磊晶晶圆的缘故，若硅磊晶层的厚度达到200μm，能做为充分实用的电阻率标准样本。再者，能将以上述之电阻率标准样本的制造方法所制作的电阻率标准样本作为二次标准样本使用，而校正表面电极的C-V法测定装置，且以该经校正的表面电极的C-V法测定装置将测定对象的磊晶晶圆的磊晶层电阻率予以测定如此一来，若通过以二次标准样本校正的表面电极的C-V法测定装置测定测定对象的磊晶晶圆的磊晶层电阻率，测定的磊晶层电阻率能具有对NIST等的电阻率标准物质的追溯性。再者，能使用以如上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电阻率标准样本的制造方法，包含：准备步骤，准备第一导电型单晶硅基板；基板厚度测定步骤，使用以有对国家标准的追溯性的标准块规所校正的厚度测定机器，测定该第一导电型单晶硅基板的厚度；气相沉积步骤，将具有与该第一导电型为相反导电型的第二导电型的第二导电型硅磊晶层予以于该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；磊晶晶圆厚度测定步骤，使用该厚度测定机器而测定该磊晶晶圆的厚度；厚度求取步骤，自该磊晶晶圆的厚度与该第一导电型单晶硅基板的厚度而求得该第二导电型硅磊晶层的厚度；以及电阻率测定步骤，使用以有对电阻率标准物质的追溯性的电阻率测定机器而测定该硅磊晶层的电阻率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.25 JP 2016-1647491.一种电阻率标准样本的制造方法，包含：准备步骤，准备第一导电型单晶硅基板；基板厚度测定步骤，使用以有对国家标准的追溯性的标准块规所校正的厚度测定机器，测定该第一导电型单晶硅基板的厚度；气相沉积步骤，将具有与该第一导电型为相反导电型的第二导电型的第二导电型硅磊晶层予以于该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；磊晶晶圆厚度测定步骤，使用该厚度测定机器而测定该磊晶晶圆的厚度；厚度求取步骤，自该磊晶晶圆的厚度与该第一导电型单晶硅基板的厚度而求得该第二导电型硅磊晶层的厚度；以及电阻率测定步骤，使用以有对电阻率标准物质的追溯性的电阻率测定机器而测定该硅磊晶层的电阻率。2.如权利要求1所述的电阻率标准样本的制造方法，其中该电阻率标准物质为NIST标准物质SRM2541至SRM2547中的至少一种。3.如权利要求1或2所述的电阻率...

【专利技术属性】
技术研发人员：久米史高，
申请(专利权)人：信越半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP