X射线回摆曲线定量检测SIGaAs抛光晶片的亚表面损伤层厚度.pdf

　第 19 卷第 8 期　　　　　　　　半　导　体　学　报　　　　　　　　 . 19, . 8　 V o l N o 　1998 年 8 月　　　　　　 　　　　　　 . , 1998　 CH IN ESE JOU RNAL O F SEM ICONDU CTOR S A ug 射线回摆曲线定量检测 - X SI GaA s 抛光晶片的亚表面损伤层厚度 曹福年　卜俊鹏　吴让元　郑红军　惠　峰　白玉珂　刘明焦　何宏家 ( 中国科学院半导体研究所　北京　100083) ( ) 摘要　 本文通过测量 抛光晶片及其本体 腐蚀了晶片的亚表面损伤层 的 射线回 S I GaA s X 摆曲线 FW HM , 与抛光晶片的 T EM 观测相结合, 作出晶片回摆曲线 FW HM 的比率R 与 观测的晶片亚表面损伤层厚度 的关系曲线, 建立了一种定量检测 抛光晶片 T EM D S I GaA s 的亚表面损伤层厚度技术, 文中将对这种技术进行描述并作讨论. PACC: 6820, 6845 1　引言 随着 GaA s 器件和电路的发展, 对于作为直接离子注入工艺应用的基体材料和M BE、 外延用的衬底材料的 晶片, 不仅要求高质量的抛光表面, 而且要求非常 M OCVD S I GaA s 薄的晶片亚表面损伤层. 尤其诸如 GaA s 高速数字集成电路、微波单片集成电路及许多重要 器件是在 抛光晶片上直接离子注入制作的, 通常其离子注入深度在晶片表面下～ S I GaA s 100 范围, 晶片的亚表面损伤层就在这个范围内, 因此, 亚表面损伤层将对器件 nm S I GaA s 和电路性能造成损害. 事实表明, 亚表面损伤降低了离子注入层电阻率的均匀性和电子迁移 [ 1 ] 率; 降低了源漏饱和电流的均匀性和器件的成品率 等. 所以, 研究和制备超薄亚表面损伤 层的 晶片是十分重要的. 国际上 80 年代就开展这方面的研究, 采用了多种方法对 S I GaA s [ 2 ] ( ) [ 1 ] GaA s 晶片的亚表面损伤层进行了检测, 如化学腐蚀法 、光子背散射法 PBS 、低穿透X [ 3 ] [ 4 ] 射线回摆曲线技术 和 T EM 技术等, 这些方法都各有优点, 也存在