非破坏性层错测量技术及其理论分析

摘要

目前,国内半导体器件生产过程对硅外延材料层错的检验,基本上都是采用破坏性检测(即化学腐蚀显微观察方法)。去年我厂采用改制进口双目立体显微镜,可以直接观察层错,取得一些效果。但在鉴定过程中认为:原显微镜的分辨率在改制后大大降低,所能观察到的层错不够清晰,而且只能观察外延层厚8μ以上的层错,对于薄外延层的层错就无法看清。而且对显微镜的光路与层错的成象理论以及层错表面的空间几何结构是什么状态等问题,都不能进行解释。本文对测量技术进行了理论探讨,经反复试验推理,认为层错形成表面几何结构是“凹进去的沟”。作者提出不需要改装进口设备,只要结合本文所提出的条件和观察方法,利用国产设备就能很清晰地观察层错图形,本文提出的方法可精确观察测量外延层厚度为2μ的层错,由于本文对层错表面几何结构的证明,使各种晶向的层错都可以进行直接观察,这对于研究外延生长质量,可提供方便条件。作者还认为该法及有关理论问题对光学工业为半导体工业制造出效果更理想的专检设备,可能提供有参考价值的试验数据。