專利名稱：Soi晶片的評價方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種SOI晶片的評價方法，特別是涉及一種SOI晶片的評價 方法，其是針對具有埋入擴(kuò)散層的SOI晶片，用以評價埋入擴(kuò)散層的特性。
背景技術(shù)：
作為半導(dǎo)體基板，有硅基板，其被廣泛地使用于例如集成電路的制造中， 近年來，隨著系統(tǒng)的高速化、高集成化或可攜帶式端末設(shè)備的發(fā)展，半導(dǎo)體 元件被要求更高速且低耗電力。
基于此種背景，在絕緣層上形成有硅有源層(SOI層)的SOI(絕緣層上覆 硅；Silicon On Insulator)結(jié)構(gòu)的SOI晶片，是順應(yīng)元件的高速化、低耗電力 化之物，而且，若使用SOI晶片時，因?yàn)椴槐貙⑽淳哂蠸OI結(jié)構(gòu)的基體晶片 (bulkwafer)用的元件制造工藝的既有設(shè)備、或步驟進(jìn)行太大的變更，也能夠 進(jìn)行元件的制造，能夠容易地實(shí)現(xiàn)元件的高速化、低耗電力化而受到重視。
此種SOI晶片的通常結(jié)構(gòu)，是如圖4所示。SOI晶片10,是在由硅單結(jié) 晶所構(gòu)成的支撐基板13上，夾住埋入絕緣層14而形成SOI層15。而且，為 了元件制造上的方便、或是附加除氣(gettering)能力等目的，如圖4所示，在 SOI層15與絕緣層14的界面區(qū)域，形成有高濃度地擴(kuò)散雜質(zhì)而成的埋入擴(kuò) 散層12。如此進(jìn)行時，SOI層15具有埋入擴(kuò)散層12、及雜質(zhì)濃度比該埋入 擴(kuò)散層低的低濃度層11。
如上述，由于對SOI晶片的重視度高，也要求正確地評價SOI晶片的特 性，關(guān)于其評價方法也正展開各式各樣的研究。
例如，關(guān)于SOI層表面特性的評價，例如日本特開2000-277716號公報 所揭示，能夠根據(jù)非四探針法的使探針及電極接觸SOI晶片的表背面，進(jìn)行 測定來評價。另一方面，由于埋入擴(kuò)散層12是被埋入在SOI晶片中，評價 其特性是困難的。
先前，評價SOI晶片的埋入擴(kuò)散層的薄片電阻，如圖6所示，在制造成為制品的SOI晶片時，同時另外制造監(jiān)控晶片(monitorwafer)來進(jìn)行。
制造監(jiān)控晶片來評價埋入擴(kuò)散層的薄片電阻的方法的一個例子，在以下 簡單地說明。
首先，為了根據(jù)貼合法來制造成為制品的SOI晶片，準(zhǔn)備基底晶片及接 合晶片，并同時準(zhǔn)備作為監(jiān)控晶片的晶片(a)。接著，在基底晶片的表面設(shè)置 氧化膜(Box氧化)(b)。接著，對成為制品的SOI晶片的接合晶片(成為有源層) 和監(jiān)控晶片，同時進(jìn)行表面的遮蔽氧化(c)和雜質(zhì)的離子注入(d)。隨后，對接 合晶片除去遮蔽氧化膜(e)、洗凈基底晶片和接合晶片后，經(jīng)過貼合步驟(f) 而在例如氧氣環(huán)境下進(jìn)行結(jié)合熱處理(g)。隨后，根據(jù)例如磨削、研磨來進(jìn)行 接合晶片的薄膜化(h)，進(jìn)而進(jìn)行研磨及洗凈(i)來制得制品SOI晶片(l)。監(jiān)控 晶片與作為制品的SOI晶片不同，是在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行熱處理(g)后，除去遮 蔽氧化膜(j)。根據(jù)測定形成在監(jiān)控晶片上的雜質(zhì)的高濃度擴(kuò)散層的薄片電阻 (k)，能夠間接地評價成為制品的SOI晶片的埋入擴(kuò)散層。
但是，若根據(jù)此種方法時，會有根據(jù)熱處理時的環(huán)境的不同，雜質(zhì)濃度 容易產(chǎn)生變化的問題。
因此，有提案揭示一種方法，是將監(jiān)控晶片制成與制品SOI晶片具有相 同結(jié)構(gòu)的SOI結(jié)構(gòu)，并根據(jù)磨削、研磨、蝕刻等，使在該監(jiān)控晶片上所制造 的埋入擴(kuò)散層露出表面后，根據(jù)測定該露出的埋入擴(kuò)散層的薄片電阻，來進(jìn) 行評價制品SOI晶片的埋入擴(kuò)散層的方法。
但是，若根據(jù)此種方法時，因?yàn)槌酥破稴OI晶片以外，必須將監(jiān)控晶 片制成SOI結(jié)構(gòu)而使材料費(fèi)或步驟數(shù)增加等，會有為了制造監(jiān)控晶片而使成 本更為增加的問題。
因此，有揭示一種方銜日本特開平7-111321號公報)，未使監(jiān)控晶片完 全地再現(xiàn)SOI結(jié)構(gòu)，而是在監(jiān)控晶片上形成雜質(zhì)擴(kuò)散層后，以CVD膜覆蓋 該雜質(zhì)擴(kuò)散層表面來進(jìn)行處理，并對SOI晶片的埋入擴(kuò)散層進(jìn)行監(jiān)控的方法。
但是，即便根據(jù)此種方法，也同樣地必須制造監(jiān)控晶片，并未解決造監(jiān) 控晶片所需要的材料費(fèi)或步驟數(shù)等成本問題。
又，如上述，根據(jù)制造監(jiān)控晶片來間接地評價制品SOI晶片的埋入擴(kuò)散 層的薄片電阻的方法，因?yàn)椴皇侵苯釉u價制品SOI晶片，所以制品SOI晶片 的品質(zhì)保證并不充分。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于如此的問題點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種SOI晶片的評價方 法，不必制造監(jiān)控晶片，能夠直接測定成為制品的SOI晶片來評價埋入擴(kuò)散
層的薄片電阻。
為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種SOI晶片的評價方法，是評價SOI 晶片(至少在絕緣層上具有SOI層，且在上述SOI層與上述絕緣層的界面區(qū) 域，具有其雜質(zhì)濃度比上述SOI層的其他部分高的埋入擴(kuò)散層)的該埋入擴(kuò)
散層的薄片電阻的方法，其特征是具備:測定步驟此測定步驟是測定上述SOI 層整體或是上述SOI晶片整體的薄片電阻；及估計步驟，此估計步驟是根據(jù)
將上述薄片電阻測定的測定結(jié)果當(dāng)作是構(gòu)成上述SOI晶片的各層各自并列連
接而成的電阻，并進(jìn)行換算來估計上述埋入擴(kuò)散層的薄片電阻。
如此，在評價具有埋入擴(kuò)散層的SOI晶片的埋入擴(kuò)散層的薄片電阻的評 價方法中，根據(jù)測定SOI層整體或SOI晶片整體的薄片電阻，并將該薄片電 阻測定的測定結(jié)果當(dāng)作是構(gòu)成上述SOI晶片的各層各自并列連接而成的電
阻，并進(jìn)行換算來估計上述埋入擴(kuò)散層的薄片電阻時，能夠以直接、非破壞
性的方式來評價成為制品的SOI晶片的埋入擴(kuò)散層的薄片電阻。因此，也能 夠?qū)λ圃斓娜縎OI晶片的埋入擴(kuò)散層進(jìn)行檢査，能夠充分地保證品質(zhì)。,
又，因?yàn)椴恍枰O(jiān)控晶片，所以能夠削減制造監(jiān)控晶片所需要的材料費(fèi)或步 驟數(shù)。
此時，上述SOI晶片整體的薄片電阻測定，能夠具備以下步驟渦電流
形成步驟，此步驟是對上述SOI晶片的單面?zhèn)日丈浣涣鞔艌龅拇帕€，而根
據(jù)上述交流磁場在上述SOI晶片形成渦電流；測定步驟，此步驟是在與照射
上述磁力線的面的相反面?zhèn)?，測定對應(yīng)由于上述渦電流的形成而產(chǎn)生的渦流
損耗的磁場變化量；及算出步驟，此步驟是根據(jù)上述測定的磁場變化量來算 出上述SOI晶片整體的薄片電阻。
如此，根據(jù)測定渦電流的磁場變化量的方法來進(jìn)行測定SOI晶片整體的 電阻時，能夠以SOI晶片未接觸測定裝置的方式來評價SOI晶片的埋入擴(kuò)散
層的薄片電阻。如此，因?yàn)槟軌蛞苑墙佑|的方式評價，所以在評價后不必進(jìn) 行洗凈晶片。又，上述SOI層整體的薄片電阻測定，能夠在上述SOI層表面，應(yīng)用四 探針法，來測定上述SOI層整體的薄片電阻。
如此，若在SOI層表面應(yīng)用四探針法來測定SOI層整體的薄片電阻時， 能夠以更簡單的測定裝置來評價SOI晶片的埋入擴(kuò)散層的薄片電阻。此時， 雖然探針接觸SOI層的表面，但是若在評價后進(jìn)行洗凈或研磨時不會成為問題。
依照本發(fā)明，不必制造監(jiān)控晶片便能夠直接評價成為制品的SOI晶片的
埋入擴(kuò)散層的薄片電阻。因此，能夠削減制造監(jiān)控晶片所需要的材料費(fèi)或步
驟數(shù)。又，因?yàn)槟軌蛉珨?shù)檢査制品SOI晶片，所以能夠充分地確保品質(zhì)。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的渦電流法來測定SOI晶片整體的電阻率的情況
的概略圖。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的四探針法來測定SOI晶片整體的電阻率的情況
的概略圖。
圖3是表示測定監(jiān)控晶片的高濃度擴(kuò)散層的薄片電阻的情況的概略圖。 圖4是表示具有通常的埋入擴(kuò)散層的SOI晶片的概略圖。 圖5是表示本發(fā)明的未制造監(jiān)控晶片而評價制品SOI晶片的埋入擴(kuò)散層 的方法的流程圖。
圖6是表示先前的制造監(jiān)控晶片而評價SOI晶片的埋入擴(kuò)散層的方法的 流程圖。
圖7是標(biāo)繪根據(jù)近似式(4)計算求得的支撐基板的電阻率與SOI晶片整體 的電阻率的關(guān)系的曲線、及根據(jù)實(shí)驗(yàn)例測定的SOI晶片整體的電阻率而成的 圖。
圖8是標(biāo)繪根據(jù)近似式(4)計算求得的埋入擴(kuò)散層的電阻率與SOI晶片整 體的電阻率的關(guān)系的曲線、及根據(jù)實(shí)驗(yàn)例測定的SOI晶片整體的電阻率而成 的圖。
圖9是表示根據(jù)本發(fā)明的利用渦電流法來進(jìn)行的埋入擴(kuò)散層的評價方法 所評價得到的埋入擴(kuò)散層的薄片電阻、與通過監(jiān)控晶片所測定的高濃度擴(kuò)散 層的薄片電阻的相關(guān)性的圖。圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的利用四探針法來進(jìn)行的埋入擴(kuò)散層的評價方 法所評價得到的埋入擴(kuò)散層的薄片電阻、與通過監(jiān)控晶片所測定的高濃度擴(kuò) 散層的薄片電阻的相關(guān)性的圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下
10SOI晶片11低濃度層
12埋入擴(kuò)散層13支撐基板
14埋入絕緣層15SOI層
31磁場照射頭32線圈部
41觀U定頭42線圈部
Bl交流磁場B2磁場
tsSOI層厚度tB支撐基板厚度
62電流探針63電壓探針
70監(jiān)控晶片71娃晶片
72高濃度擴(kuò)散層
具體實(shí)施例方式
以下，更具體地說明本發(fā)明。
如上述，若根據(jù)如先前的另外制造與成為制品的SOI晶片不同的監(jiān)控晶
片，然后測定使高濃度擴(kuò)散層(埋入擴(kuò)散層)露出后的監(jiān)控晶片表面的薄片電
阻的方法(以下，有時稱為監(jiān)控晶片法)時，則除了用以制造制品SOI晶片的 成本以外，也必須負(fù)擔(dān)制造監(jiān)控晶片的成本，且同時有無法直接評價制品SOI
晶片的問題，
因此，本發(fā)明者專心研討是否能夠不用制造監(jiān)控晶片而直接評價成為制
品的SOI晶片的埋入擴(kuò)散層的薄片電阻。
結(jié)果，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)借由對制品SOI晶片，先測定SOI晶片整體的薄片 電阻或SOI層整體的薄片電阻，將該測定結(jié)果當(dāng)作是構(gòu)成上述SOI晶片的各 層各自并列連接而成的電阻并進(jìn)行換算，能夠評價制品SOI晶片的埋入擴(kuò)散
層的薄片電阻，而完成了本發(fā)明。
以下，參照本發(fā)明更具體地說明本發(fā)明，但是本發(fā)明未限定于此等實(shí)施 形態(tài)。圖5是表示本發(fā)明的評價SOI晶片的埋入擴(kuò)散層的薄片電阻的方法的一
個例子的概略。
圖5中的(a) (i)是表示依照通常的方法制造SOI晶片的制造工藝，該SOI 晶片是在絕緣層上具有SOI層，且在SOI層與絕緣層的界面區(qū)域，具有埋入 擴(kuò)散層。
也即，能夠與根據(jù)圖6的先前方法來制造制品SOI晶片同樣的方法，來 進(jìn)行制造。但是若與根據(jù)圖6的評價SOI晶片的埋入擴(kuò)散層的方法比較時， 則不必制造監(jiān)控晶片。
然后，對如此制造出來的SOI晶片，根據(jù)本發(fā)明的SOI晶片的評價方法 來進(jìn)行步驟(j)的薄片電阻測定。但是，SOI晶片的制造方法未限定于上述圖 5中的(a) (i)，只要是具有埋入擴(kuò)散層的SOI晶片的制造方法時，根據(jù)任何 制造方法所制造的物均可。而且，在步驟(j)的埋入擴(kuò)散層的薄片電阻測定后， 也可按照必要進(jìn)行洗凈(k)，而作成制品SOI晶片(I)。構(gòu)成本發(fā)明的重要部分
的步驟(D的薄片電阻測定的具體方法是如后述。
而且，以如此方式制造出來的SOI晶片，是如圖4所示的具有先前的埋 入擴(kuò)散層的SOI晶片。
圖4是表示層積支撐基板13、埋入絕緣層14、和SOI層15而成的SOI 晶片10，該SOI層是由埋入擴(kuò)散層12與其雜質(zhì)濃度較該埋入擴(kuò)散層低的低 濃度層ll所構(gòu)成；但是適用于本發(fā)明的SOI晶片的結(jié)構(gòu)未限定于此。例如 也可以是在絕緣基板上直接形成硅層而成的SOI晶片。又，埋入絕緣層不限 定是硅氧化膜，也可以是氮化膜等絕緣層。
本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)之一，是根據(jù)如下述的渦電流法來測定SOI晶片整體 的薄片電阻，并根據(jù)該測定結(jié)果來估計埋入擴(kuò)散層的薄片電阻的方法。
以下，參照圖1，來說明根據(jù)渦電流法來評價埋入擴(kuò)散層的薄片電阻的 方法。
首先，對SOI晶片10的單面?zhèn)?在圖1是SOI層15的表面?zhèn)?照射(施加) 交流磁場B1。照射交流磁場B1的方法，如圖1所示，能夠借由使交流電流 在例如具有線圈部32的磁場照射頭31流動，若根據(jù)此方法時，能夠使用簡 單結(jié)構(gòu)的裝置來照射交流磁場。
如此進(jìn)行所照射的交流磁場B1，會貫穿SOI晶片10的各層，也即貫穿低濃度層ll、埋入擴(kuò)散層12、埋入絕緣層14、支撐基板13。因?yàn)檎丈涞拇?場是交流，在SOI晶片IO的各層中的磁場會產(chǎn)生變化，根據(jù)電磁感應(yīng)作用， 在各自層的磁通的周圍會產(chǎn)生渦電流，來消除磁場的變化。但是因?yàn)槁袢虢^ 緣層14是絕緣體，所產(chǎn)生的渦電流是小至可以忽略的程度。
如此進(jìn)行，在SOI晶片IO各層產(chǎn)生的渦電流，會因焦耳熱而產(chǎn)生能量 損失(渦流損耗)。但是，如上述，因?yàn)樵诼袢虢^緣層14所產(chǎn)生的渦電流是小 得可以忽略，所以其渦流損耗也可以忽略。對SOI晶片10所照射的交流磁 場Bl貫穿SOI晶片整體，而在照射的相反側(cè)，依照上述渦流損耗而有變化， 而成為磁場B2。
為了測定該磁場B2，例如能夠使用具有線圈部42的測定頭41。根據(jù)磁 場B2的經(jīng)時變化，根據(jù)電磁感應(yīng)在線圈部42會產(chǎn)生電流流動。將未圖示的 測試器等連接至測定頭41，來測定SOI晶片10整體的電阻率P 。
隨后，由該SOI晶片IO整體的電阻率P，如下述說明，能夠求得埋入 擴(kuò)散層12的薄片電阻。
以SOI晶片10的整體電阻為R、以SOI層15的膜厚為ts、以支撐基板 13的厚度為tB，且SOI層15各層，也即低濃度層11與埋入絕緣層12是當(dāng) 作并列連接而成的電阻時，SOI晶片IO整體的電阻率P能夠以
P =Rx(ts+tB) .... (1)
表示。但是，因?yàn)槁袢虢^緣層14是絕緣體，其電阻對整體電阻R的影 響能夠忽略。整體電阻R與電阻率P能夠根據(jù)式(l)來互相換算。
在此，使低濃度層ll、埋入擴(kuò)散層12、支撐基板13的薄片電阻各自為 R卜R2、 &時，SOI晶片IO整體的薄片電阻R能夠以
<formula>formula see original document page 9</formula>
表示。但是，因?yàn)槁袢虢^緣層14是絕緣體，埋入絕緣層14的電阻所造 成的影響能夠忽略。
又，若將低濃度層ll、埋入擴(kuò)散層12、支撐基板13的電阻率及膜厚各自設(shè)為P!、 P2、 t2、 P3、 t3時，是
Rl = &,R1 = &,R』 ...(3) ti ti ti
。其中，因?yàn)橹辽僦位?3的電阻率P3及厚度t3能夠預(yù)先測得，所
以至少支撐基板13的薄片電阻R3能夠在制造SOI晶片的前，可預(yù)先清楚知 道。
又，通常具有埋入擴(kuò)散層的SOI晶片，是R,》R戶R2，以Ri為特別大(例 如Ri為數(shù)千Q、 R2為數(shù)十Q、 R3為數(shù)百Q(mào))。因此式(2)能夠與 [數(shù)學(xué)式4]
<formula>formula see original document page 10</formula>…(4)
近似。在該式(4)的中，支撐基板13的薄片電阻R3如上述，是已知。
根據(jù)如此得到的近似式(4)，計算支撐基板13的電阻率P3與SOI晶片 IO整體的電阻率P的關(guān)系，結(jié)果如圖7所示。又，在通常規(guī)定的SOI層15 的膜厚ts為15微米、埋入擴(kuò)散層12的膜厚t2為2微米、支撐基板13的厚 度tB為725微米，曲線(a)是未形成埋入擴(kuò)散層12的情況，(b)、 (c)、 (d)是各 自表示埋入擴(kuò)散層12的薄片電阻R2是70Q/口、 35Q/口、 20Q/口的情形。
又，根據(jù)近似式(4)，計算埋入擴(kuò)散層12的薄片電阻R2與SOI晶片10 整體的電阻率P的關(guān)系，結(jié)果如圖8所示。又，曲線(a)、 (b)、 (c)是表示支撐 基板13的電阻率P3為2.4Q' cm、厚度t3是各自為725微米(u m)、 625微 米、450微米的情況。
又，將式(4)變形，能夠?qū)⒙袢霐U(kuò)散層12的薄片電阻R2以
<formula>formula see original document page 10</formula> …(5) 表不。
也即，由支撐基板13的電阻率P3及厚度t3求得的薄片電阻R3，是如上述為已知。所以能夠從上述所測定的SOI晶片10的整體電阻R，求得埋 入擴(kuò)散層12的薄片電阻&。
本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，如上述，根據(jù)磁場的變化量的方式來測定SOI晶片10 的整體電阻R，從該整體電阻R，能夠依照近似式(5)來換算求得埋入擴(kuò)散層 12的薄片電阻R2。
而且，為了確認(rèn)該理論能夠?qū)嶋H應(yīng)用，而進(jìn)行以下的實(shí)驗(yàn)。 (實(shí)驗(yàn)例1)
依照圖6所示的先前的SOI晶片及監(jiān)控晶片的制法，制造出如圖4所示 的具有埋入擴(kuò)散層12的SOI晶片10，及制造出如圖3所示的與其對應(yīng)的監(jiān) 控晶片70，也即制造出在硅晶片71的表面區(qū)域形成有高濃度擴(kuò)散層72的監(jiān) 控晶片。其中，成為支撐基板13的基底晶片，是使用p型、電阻率為10Q cm且厚度為725微米的物，并使離子注入的砷的摻雜量為IX 1015atOmS/cm2，使埋入擴(kuò)散層12的膜厚12為2微米。
對如此進(jìn)行所制造的制品SOI晶片，根據(jù)本發(fā)明的渦電流法進(jìn)行測定埋 入擴(kuò)散層12的薄片電阻，來得到埋入擴(kuò)散層12的電阻率P2。結(jié)果如圖7 中的點(diǎn)(e)所示。
又，對所制造的監(jiān)控晶片70，以高濃度擴(kuò)散層72的表面作為測定面， 將電流探針62* 62、電壓探針63， 63壓住而根據(jù)四探針法測定薄片電阻， 來測定高濃度擴(kuò)散層72的薄片電阻Rs。
結(jié)果，薄片電阻大約為70Q/口。
得知(e)點(diǎn)，與根據(jù)上述近似式(4)所求得的薄片電阻R2為70Q/口時的曲 線(b)，大致符合(一致)。 (實(shí)驗(yàn)例2)
除了在電阻率為2.4Q' cm的p型晶片，以砷的摻雜量為2X 10"atoms/cn^的方式離子注入以夕卜，與實(shí)驗(yàn)例1同樣地制造制品SOI晶片及 監(jiān)控晶片，并評價埋入擴(kuò)散層12的薄片電阻R2。結(jié)果如圖7中的點(diǎn)(f)所示。
又，對監(jiān)控晶片與實(shí)施例1同樣地根據(jù)四探針法來測定高濃度擴(kuò)散層72 的薄片電阻Rs。
結(jié)果，監(jiān)控晶片的薄片電阻大約為35Q/口。該結(jié)果是如圖8中的點(diǎn)(d) 所示。得知圖7(f)點(diǎn)，與根據(jù)上述的近似式(4)所求得的薄片電阻R2為35Q/口 時的曲線(c)，大致符合。
得知圖8(d)點(diǎn)，與根據(jù)上述的近似式(4)所求得的支撐基板13的厚度為 725微米時的曲線(a)，在其薄片電阻為35Q/口的點(diǎn)，大致符合。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)例l、 2的結(jié)果，因?yàn)閳D7(e)、 (f)點(diǎn)、及圖8(d)點(diǎn)，是各自與根 據(jù)上述的近似式(4)所求得的曲線大致符合，所以，本發(fā)明的將構(gòu)成SOI晶片 的各層當(dāng)作并列(并聯(lián))連接的電阻的假設(shè)是適當(dāng)?shù)?，清楚明白根?jù)本發(fā)明的 埋入擴(kuò)散層的薄片電阻評價，與先前制造監(jiān)控晶片而測定相當(dāng)于埋入擴(kuò)散層 的高濃度擴(kuò)散層的薄片電阻的方法，能夠得到大致相同的結(jié)果。
在本實(shí)施形態(tài)，埋入擴(kuò)散層的薄片電阻能夠根據(jù)近似式(5)求得。
因此，式(2)是比近似式(4)更近似的條件，也即Rt更大，與R2、 R3的差
異越大時，則能夠越正確地估計R2。
又，因?yàn)槿肷涞慕涣鞔艌鯞l的頻率越高時，渦流損耗越大，Bl與B2 的間的磁場變化量變大。如上述進(jìn)行時，能夠以減少誤差的方式來測定SOI 晶片10整體的薄片電阻，乃是較佳。
如此，在評價埋入擴(kuò)散層12的薄片電阻后，作為制品SOI晶片。換言 的，能夠直接評價制品SOI晶片的埋入擴(kuò)散層的薄片電阻。又，根據(jù)該渦電 流法來進(jìn)行的SOI晶片10整體的薄片電阻測定，因?yàn)槲磁c測定機(jī)器接觸， 不必?fù)?dān)心產(chǎn)生粉塵等，也能夠省略測定后的洗凈步驟(圖5的步驟(k)。
本發(fā)明的另外實(shí)施形態(tài)是在SOI層表面應(yīng)用四探針法，來測定SOI晶片 整體的薄片電阻，并根據(jù)該測定結(jié)果來估計埋入擴(kuò)散層的薄片電阻的方法。
以下，參照圖2，說明根據(jù)四探針法來評價埋入擴(kuò)散層的薄片電阻的方法。
首先，將電流探針62* 62、電壓探針63， 63壓住SOI晶片10的SOI
層15表面，根據(jù)四探針法測定SOI層15整體的薄片電阻RSOI。又，四探 針法是根據(jù)將電流探針62* 62、電壓探針63' 63合計4根探針，直線狀且 大略等間隔地并列而壓住試料表面(在此是SOI層15的表面)，并使電流探針 62* 62間流動電流I，并測定電壓探針63* 63間的電壓，來測定試料的薄片 電阻的手法。
在該實(shí)施形態(tài)，必須能夠測定包含埋入擴(kuò)散層12的SOI層15整體的薄片電阻。也即，借由二極體構(gòu)造等，接合分離SOI層時，例如埋入擴(kuò)散層12 的導(dǎo)電型為p型、而低濃度層11的導(dǎo)電型為n型時，因?yàn)闊o法根據(jù)四探針 法從SOI層15的表面來測定SOI層15整體的薄片電阻，所以無法應(yīng)用本實(shí) 施形態(tài)。
又，在該方法，因?yàn)橹位?3是借由埋入絕緣層14而與SOI層15 絕緣，所以支撐基板13不影響測定。
如此進(jìn)行，根據(jù)根據(jù)四探針法所測定的SOI層15整體的薄片電阻，能 夠估計埋入擴(kuò)散層12的薄片電阻。
SOI層15的各層，也即低濃度層11與埋入絕緣層12是當(dāng)作并列連接的 電阻，而進(jìn)行以下的計算。根據(jù)該假設(shè)，能夠以
Rsoi=丄1 i …(6)
—+ 一
表示。將該式變形時，會成為 [數(shù)學(xué)式7]
RS0I = ~^~ …(7)
。在此，因?yàn)槁袢霐U(kuò)散層12的雜質(zhì)濃度比低濃度層11的雜質(zhì)濃度高，
可認(rèn)為R1〉R2，假設(shè)Ri比R2大很多時，能夠與
Rsoi R2 …(8)近似。
又，式(7)是比近似式(8)更近似的條件，也即&與R2的差異越大時，能 夠越正確地估計R2，乃是較佳。例如，Ri為lkQ/口以上時，若R2為100Q /口以下，該差異是充分的。
又，根據(jù)四探針法時，因?yàn)樘结樖桥cSOI層表面接觸，有可能在SOI晶 片表面產(chǎn)生粉塵等污染，所以在測定薄片電阻Rs(^后，在作為制品SOI晶片 的前，以進(jìn)行洗凈或研磨(圖5(k))為佳。如此進(jìn)行而評價埋入擴(kuò)散層12的薄片電阻R2后，作為制品SOI晶片(圖
5(1)
若采用此種SOI晶片的評價方法(根據(jù)四探針法來測定SOI晶片整體的 薄片電阻)，則不必制造監(jiān)控晶片，且能夠根據(jù)簡便的方法來直接地評價埋入 擴(kuò)散層的薄片電阻。 [實(shí)施例]
以下，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例來更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但是本發(fā)明未限定 于此等實(shí)施例。
(實(shí)施例l、比較例l)
依照圖5(a) (i)的步驟，根據(jù)通常的方法制造5片具有埋入擴(kuò)散層的SOI 晶片。又，離子注入砷，用以制造埋入擴(kuò)散層(在監(jiān)控晶片中，是高濃度擴(kuò)散 層)。該離子注入的加速電壓為100keV、摻雜量為(l)lX10"atoms/cm2、 (2)2 X1015atoms/cm2、 (3)4X 1015atoms/cm2，且埋入擴(kuò)散層的膜厚設(shè)為2微米，各 自摻雜量的SOI晶片的明細(xì)為l片、3片、l片。
又，在制造該SOI晶片的同時，也依照圖6的監(jiān)控晶片的制造流程，對 應(yīng)各自的SOI晶片，分別制造l片監(jiān)控晶片，合計5片。
對各自的SOI晶片，根據(jù)渦電流法測定實(shí)測電阻R后，通過計算求得埋 入擴(kuò)散層的薄片電阻R2(實(shí)施例1)。
另一方面，測定監(jiān)控晶片的高濃度擴(kuò)散層(相當(dāng)于SOI晶片的埋入擴(kuò)散 層)的薄片電阻Rs(比較例1)。
比較如此進(jìn)行所得到的R2與Rs的結(jié)果，兩者的關(guān)系如圖9所示。又， 圖中的直線是根據(jù)最小二乘法所得到的近似直線。從圖9可清楚知道，兩者 在上述的(l)、 (2)、 (3)中任一者摻雜量的情況，都大約一致。
也即，意指通過采用本發(fā)明的渦電流法來進(jìn)行的埋入擴(kuò)散層的評價方 法，能夠得到與先前的監(jiān)控晶片法大致相同的結(jié)果。因此，不必制造監(jiān)控晶 片也能夠評價SOI晶片的埋入擴(kuò)散層的薄片電阻。
(實(shí)施例2、比較例2)
與實(shí)施例1的情況同樣地，依照圖5(a)~圖5 (i)的步驟，根據(jù)通常的方 法制造10片具有埋入擴(kuò)散層的SOI晶片。又，在離子注入砷時。該離子注 入的加速電壓為100keV、摻雜量是在2X1015atoms/cm2~ 4X 1015atoms/cm2的范圍進(jìn)行微調(diào)整而使其變化。
又，與實(shí)施例1同樣地，對10片SOI晶片分別制造1片，合計10片的 監(jiān)控晶片。
對各自的SOI晶片，先依照四探針法來測定SOI晶片整體的薄片電阻 RS0I，然后依照本發(fā)明的原理，將其當(dāng)作與埋入擴(kuò)散層的薄片電阻R2相等(實(shí) 施例2)。
另一方面，測定監(jiān)控晶片的高濃度擴(kuò)散層(相當(dāng)于SOI晶片的埋入擴(kuò)散 層)的薄片電阻Rs(比較例2)。
比較如此進(jìn)行的R2與Rs的結(jié)果，兩者的關(guān)系如圖10所示。又，圖中的 直線是根據(jù)最小二乘法所得到的近似直線。從圖10可清楚知道，兩者在2 X 1015atoms/cm2~4X 1015atoms/cm2的范圍中任一者摻雜量的情況，都大約一 致。
也即，意指通過采用本發(fā)明的四探針法的埋入擴(kuò)散層的評價方法，能夠 得到與先前的監(jiān)控晶片法大致相同的結(jié)果。因此，不必制造監(jiān)控晶片也能夠 評價SOI晶片的埋入擴(kuò)散層的薄片電阻。
又，本發(fā)明未限定于上述實(shí)施形態(tài)。
上述實(shí)施形態(tài)是例示性，具有與本發(fā)明的權(quán)利要求書所記載的技術(shù)思想 實(shí)質(zhì)上相同構(gòu)成、且達(dá)成相同作用效果之物，無論如何都包含在本發(fā)明的技 術(shù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種SOI晶片的評價方法，是評價SOI晶片的埋入擴(kuò)散層的薄片電阻的方法，該SOI晶片至少在其絕緣層上具有SOI層，且在上述SOI層與上述絕緣層的界面區(qū)域，具有其雜質(zhì)濃度比上述SOI層的其他部分高的埋入擴(kuò)散層，該評價方法的特征是具備測定步驟，此測定步驟是測定上述SOI層整體或是上述SOI晶片整體的薄片電阻；及估計步驟，此估計步驟是根據(jù)將該薄片電阻測定的測定結(jié)果當(dāng)作是構(gòu)成上述SOI晶片的各層各自并列連接而成的電阻，并進(jìn)行換算來估計上述埋入擴(kuò)散層的薄片電阻。
2. 如權(quán)利要求l所述的SOI晶片的評價方法，其中上述SOI晶片整體 的薄片電阻測定，是具備以下步驟渦電流形成步驟，此步驟是對上述SOI晶片的單面?zhèn)日丈浣涣鞔艌龅拇?力線，而根據(jù)上述交流磁場在上述SOI晶片形成渦電流；測定步驟，此步驟是在與照射上述磁力線的面的相反面?zhèn)?，測定對應(yīng)由 于上述渦電流的形成而產(chǎn)生的渦流損耗的磁場變化量；及算出步驟，此步驟是根據(jù)上述測定的磁場變化量來算出上述SOI晶片整 體的薄片電阻。
3. 如權(quán)利要求1所述的SOI晶片的評價方法，其中上述SOI層整體的 薄片電阻測定，是在上述SOI層表面，應(yīng)用四探針法，來測定上述SOI層整 體的薄片電阻。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種SOI晶片的評價方法，是評價SOI晶片(至少在絕緣層上具有SOI層，且在上述SOI層與上述絕緣層的界面區(qū)域，具有其雜質(zhì)濃度比上述SOI層的其他部分高的埋入擴(kuò)散層)的上述埋入擴(kuò)散層的薄片電阻的方法，具備測定步驟，此測定步驟是測定上述SOI層整體或是上述SOI晶片整體的薄片電阻；及估計步驟，此估計步驟是根據(jù)將上述薄片電阻測定的測定結(jié)果當(dāng)作是構(gòu)成上述SOI晶片的各層各自并列連接而成的電阻，并進(jìn)行換算來估計上述埋入擴(kuò)散層的薄片電阻。借此，能夠提供一種SOI晶片的評價方法，不必制造監(jiān)控晶片而能夠直接測定成為制品的SOI晶片來評價埋入擴(kuò)散層的薄片電阻。
文檔編號H01L27/12GK101443913SQ20078001717
公開日2009年5月27日 申請日期2007年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月30日
發(fā)明者吉田和彥 申請人:信越半導(dǎo)體股份有限公司