测量和分析离子注入层特性

由于半导体制造工艺中所用的测量方法和技术类别很多，涉及表面物理，电子显微学及分析等等，需专门的章节和理论来阐述，因此这里只对离子注入过程中常贵的常用的性能和方法作简单的介绍。

1.电特性测试

电特性测试常规的包括导电类型的鉴别、结深的测量、薄膜电阻测量、离子注入层平均载流子浓度、电阻率和霍尔迁移率测量以及注入剂量和注入层均匀性测量等。

鉴别注入层是N型还是P型方法很多，可选用整流特性、温差电势或霍尔电压法。结深测量可用干涉显微镜或电解水氧化显微法。离子注入层的薄层电阻是半导体材料的一个重要电学参数。薄层电阻也被称为方块电阻，定义为表面为正方形的半导体薄层，在平行于正方形边的电流方向所呈现的电阻。薄层电阻可用四探针法测量。离子注入层的平均载流子浓度，电阻率和霍尔迁移率，可采用霍尔效应法和范德堡法测量。测量注入剂量均匀性的方法有X射线测量，背散射法，量热法，束流测量法和薄层电阻测量法，等等。

2.杂质浓度分布测量

现代表面和薄膜分析技术已被广泛地用于研究离子注入层的特性，离子注入层杂质浓度分布的测量可用二次离子质谱法（IMMA，SIMS），背散射能谱（RBS），核反应（NRA），电子探针（EPM），俄歇电子能谱（AES），X射线荧光分析（XRF），电子能谱（ESCA）等方法。(www.xing528.com)

3.注入层损伤的观测

离子注入会给靶片晶体造成一定的辐射损伤，而这些损伤将影响器件的性能，因此观测离子注入层的损伤情况和分析成因是一项非常重要的工作。

观测注入层损伤情况，可用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、电子衍射成像、背散射（RBS）、X射线显微技术、拉曼光谱等方法。通过非平衡少数载流子寿命、薄层电阻率和霍尔系数测量，也可了解一定的损伤情况。运用剥层技术和电子显微镜以及背散射技术，可以对注入层进行深度剖析，以了解不同注入深度的损伤情况。

离子注入层各项特性和损伤分析是一项复杂且精细的工作，需多种方法加以结合运用，并需要时间和反复的观察测试以积累经验。