Process control of lateral autodoping in silicon epitaxy by measuring the sheet resistance

Abstract

A particular test structure is presented the design of which has been based on several buried layers formed as circular rings with a suitably selected distance from each other. I n an environment (concerning both substrate wafer and epitaxy layer) having an opposit,e type of (but low enough) conductivity with respect to buried layer, lateral autodoping will reveal a conducting channel between adjacent buried layers the sheet resistance of which can simply be measured. -It is shown that all those known effects influencing lateral autodoping as for instance buried layer doping level and substrate prebake can be revealed by sheet resistance measurement of the ring-shaped test structure, which additionally can be applied t o wafer mapping of lateral autodoping.Es wird eine speeielle Teststruktur zur Erfassung des lateralen Autodoping beschrieben. Ihr Aufbau beruht auf der Anwendung zentrisch angeordneter, kreisringformiger begrabener Gebiete, die einen geeigneten Abstand zueinander aufweisen. Der laterale Autodopingeffekt ruft einen elektrisch leitenden Kana1 zwischen zwei solchen Kreisringgebieten hervor, wenn das umgebende Silicummaterial einen zu den begrabenen Gebieten entgegengesetzten LeitfBhigkeitstyp aufweist und hinreichend hochohmig ist. Der Schichtwiderstand eines solchen Kanals kann in einfacher Weise gemessen werden. Es wird gezeigt, da13 die an und fur sich bekannten Effekte, durch die das laterale Autodoping herabgesetzt wird (z. B. Dotierungsniveau der begrabenen Gebiete, Substratvortemperung), durch die Messung des Schichtwiderstandes der Teststruktur quantitativ erfaat werden und auch Wafer-Mapping des lateralen Autodoping moglich ist.