ラマン分光法による半導体応力測定

アプリケーションノート

考察

シリコンその他の応力制御 半導体デバイス 転位の核形成および伝播ならびに亀裂およびボイドの形成に関連する問題を防止するためには、第一に重要である。 処理中または処理後にデバイスに発生する歪みの発生源は性質が異なります。 それらは、熱処理、トレンチのような埋め込み構造、またはフィールド酸化物の非平面成長のために生じる可能性がある。 優れた空間分解能で、非破壊的な手法で応力を測定することによって、 ラマン分光法。 機械的応力はラマンモード(フォノン)の周波数シフトを引き起こします。 すべてのひずみテンソル成分の測定は簡単ではありませんが、周波数シフトの大きさは発生するひずみに比例しています。

このアプリケーションノートでは、 応力の測定 0.1%Geを含むSiGe基板上に成長した薄いSiエピ層(厚さ約0.2-30 µm)で成長した(図1)。 514.5 nmの波長のレーザービームの侵入深さは〜0.8 µmなので、ラマンスペクトル(青)はエピ層と基板の両方からのスペクトル寄与を持っています。 SiGeラマンスペクトルは、それぞれGe − Ge、Si − GeおよびSi − Si原子の振動に対応する3つのピークを有する。 弱いピークが基板のSi - Si振動(XNUMX cm)に現れる。-1)Siエピ層フォノン(510.9 cm)-1) Siエピ層のラマン波数は赤方偏移している(〜9.5 cm-1)応力のないシリコンサンプルのSi振動から(赤のスペクトル) この赤方偏移は、GeとSiの格子定数の差によって引き起こされるSiエピ層内の引っ張り歪みを示している。 二軸応力がシリコンエピ層内で想定される場合、引張応力の各成分は、〜ギガパスカル(Gpa)であると計算される。

シリコンその他の半導体デバイスの応力制御、図1

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