[发明专利]用于识别超浅结的结深度的方法和系统

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及半导体器件和太阳能电池器件，更具体地，涉及用于识别、定位和表征不同材料之间的结或具有不同掺杂特性的区域之间的结的方法。

背景技术

随着技术的进步，形成的半导体集成电路器件、太阳能电池、其他半导体器件和各种其他器件具有越来越小的尺寸。许多器件按比例缩小到纳米尺度。尤其是在这种状况下，必须精确地形成和定位各种器件部件。重要的是使用可靠和精确的测量技术来识别这些部件的尺寸和位置。例如，期望识别位于各种不同的材料之间或位于具有不同掺杂特性的各种区域之间的结或界面。P-n结是发生器件的电子作用且表示一种这样的结的有源位点。识别这些结的位置是有用的，但是随着尺寸变小，识别这些结的位置变得越来越有挑战性。因此需要非破坏性的、精确的和快速的测量技术。

发明内容

为了解决现有技术所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种用于识别材料中的结深度的测量方法，所述方法包括：在第一光照射工艺中，建立光的波长和所述光在材料中的穿透深度之间的第一相关性；提供所述材料的层，所述材料的层具有位于其表面下方的结；在进一步的光照射工艺中，引导光从照射源穿过所述表面进入所述层内，所述光包括选定波长范围内的光；在所述进一步的光照射工艺中，测量由所述光感应的电压作为所述光的波长的函数，从而建立所测量的电压和来自所述照射源的光的波长之间的第二相关性；以及基于所述第二相关性，识别位于所述表面下方的所述结的深度。

在该测量方法中，建立所述第一相关性包括对于多种波长的光实施多次试验以及测量或计算所述穿透深度。

在该测量方法中，从所述照射源引导所述光包括使用调频器调制所述光，且测量所述电压包括使用放大器放大所述电压。

在该测量方法中，测量所述电压包括的所述放大器是降低所述电压的背景噪音的锁相放大器。

在该测量方法中，所述结包括MOS结。

在该测量方法中，所述第二相关性包括所测量的电压与来自所述照射源的光的所述波长的曲线，以及

所述识别包括识别与所述曲线的峰值电压读数相关联的第一波长。

在该测量方法中，所述识别进一步包括：基于所述第一相关性将所述第一波长与所述穿透深度相关联。

在该测量方法中，所述识别进一步包括：建立所述深度作为与所述第一相关性中的所述第一波长相关联的穿透深度。

在该测量方法中，所述材料包括硅，并且建立所述第一相关性包括使用范围在200nm到1200nm内的光的波长。

在该测量方法中，所述材料包括锗，并且建立所述第一相关性包括使用范围在200nm到1700nm内的光的波长。

在该测量方法中，所述层是衬底材料，并且测量所述电压包括使用连接至所述结的相对两侧上的所述衬底材料的电极测量所述结两端的电压。

在该测量方法中，所述层包括太阳能电池衬底，并且测量所述电压包括使用连接至所述太阳能电池衬底的前面和背面的电极测量所述结两端的电压。

在该测量方法中，建立所述第一相关性包括测量所述材料的透光率。

在该测量方法中，所述结是p-n结，且进一步包括识别所述材料的层中的掺杂浓度。

在该测量方法中，识别所述材料的层中的掺杂浓度包括基于所述第二相关性测量的电压来识别所述材料的层中的所述掺杂浓度。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于识别材料中的结深度的测量方法，所述方法包括：首先建立光的波长和光在材料中的穿透深度之间的第一相关性；提供所述材料的衬底，所述衬底具有位于其表面下方的结；引导一定波长范围的光从照射源穿过所述表面进入所述衬底内，从而在所述结处对所述一定波长范围的光的每种波长感应可测量电压；贯穿所述光的一定波长范围，根据所述光的波长测量至少一些所述可测量电压；识别所测量的电压的峰值电压；检测与所述峰值电压相关联的第一波长；以及使用所述相关性识别与所述峰值电压和所述第一波长相关联的深度，所述深度是与所述相关性中的所述第一波长相关联的穿透深度。

在该测量方法中，测量至少一些所述可测量电压包括使用连接至所述结的相对两侧的电极测量所述结两端的电压。

在该测量方法中，所述结是p-n结，所述材料包括硅，且引导所述一定波长范围的光包括波长在200nm到1200nm的范围内的光。

在该测量方法中，所述材料包括锗，且引导所述一定波长范围的光包括波长在200nm到1700nm的范围内的光。