163580. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagytisztaságú fémek, félvezetők és kristályos anyagok vékony és nagyon vékony rétegei szennyeződéseloszlásának meghatározására aktivácíós analitikai úton
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS Szolgálati találmány Bejelentés napja: 1971. V. 15. MA-2231 7314 Közzététel napja: 1973. IV. 23. Megjelent: W^ ||# 5/ 163580 Nemzetközi osztály: G 01 n 23/00 Feltalálók: BOGÁNCS János vegyészmérnök (35%), Dr. BEREZNAI Tamás magkém. szakmérnök (25%), Dr. SZABÓ Elek vegyészmérnök (20%), ZANATI Tibor oki. vegyész (20%) budapesti lakosok Tulajdonos: MTA Központi Fizikai Kutató Intézet, Budapest Eljárás nagytisztaságú fémek, félvezetők és kristályos anyagok vékony és nagyon vékony rétegei szennyeződéseloszlásának meghatározására aktivációs analitikai úton 1 Az eljárásunk nagytisztaságú fémek, félvezetők és kristályos anyagok vékony és nagyon vékony rétegeiben a szennyeződések eloszlásának meghatározására szolgál, mint pl. az elektrolit-kondenzátorok felületi aktív rétegében, szilicium alapanyagú félveze- 5 tők diffúzióval vagy ionimplantációval létrehozott pn átmeneteket adó rétegeiben vagy a felületi oxidréteg, ill. nitridréteg néhány tized jum vastagságú rétegében, továbbá bármely kristályos anyag felületi rétegében mesterségesen létrehozott megkívánt, illetve járulé- 10 kos, vagy valamely természeti jelenség során, pl. sugárzási folyamatok hatására bekövetkező szennyeződés koncentrációjának és eloszlásának mérésére. A technikai fejlődése során nagyon gyakran nagytisztaságú fémek, félvezető anyagok és kristályos 15 anyagok felületén, vagy a felület alatti vékony, ül. nagyon vékony rétegben lejátszódó folyamatok megismerése vezet el a tökéletesebb, megbízhatóbb működésű eszközökhöz. A monolitikus szilicium félvezetőeszközökben 20 például, akár bi- akár unipoláris eszközt vizsgálunk, az aktív tartomány a felület alatti 1-10 jum-nál nem hatol mélyebbre, a felületi maszkolást, ill. passziválást szolgáló réteg vastagsága pedig csak 0,1 jum nagyságrendbe esik. A folyamatok, melyek a nevezett 25 vékony 10-2-10-4 cm vagy nagyon vékony 10-4-10-7 cm rétegekben játszódnak le, alapvetően függnek a rétegek szennyeződéseitől és azok eloszlásától. A vékony és nagyon vékony rétegek vizsgálatára 30 számos érzékeny nagyfelbontású módszer áll rendelkezésünkre. A behatóan vizsgált félvezető technikai maszkoló rétegek, mint pl. a szilícium-dioxid-réteg tulajdonságait a dielektromos állandó, az optikai törésmutató, a fényreflektálóképesség, az X->sügár reflexió, alacsony energiájú elektronreflexió álapján, tömegspektrográfiásan és infraspektrográfiásan vizsgálhatjuk. Az említett és a még számbajövő érzékeny eljárások azonban nem adnak kellően pontos képet a szennyeződések eloszlásáról magában a vizsgált rétegben. Az említett módszerek alkalmazásánál értékes információkat nyerhetünk esetleg a szennyeződés okozta fizikai változásokról, de a szennyeződést magát még a tömegspektrográfiai eljárás sem határozza meg pontosan, éppen a gerjesztési módszerekből eredően. A rendkívül érzékeny és nagyon sok szennyeződésnél alkalmazható neutron aktivációs analitikai módszereket már évek óta sikeresen alkalmazzuk nagytisztaságú fémek, félvezető- és kristályanyagok vizsgálatára. Az ismert súlyú mintát neutronforrással -neutrongenerátorral, Ül. atomreaktor neutronjaival -sugározzuk be, majd a hordozóanyag és a szennyezők jellegétől függően, roncsolásmentesen vagy roncsolásos, kémiai elválasztási módszerek alkalmazása után gamma- vagy béta-spektrometriásan meghatározzuk. Roncsolásmentesen vizsgálható a ma legjelentősebb félvezetőanyag a szÜícium is, amit az teszi lehetővé, hogy a szüícium-31 sugárzó izotóp felezési 163580
