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硅材料科学与技术浙江大学出版社 浙江大学硕士学位论文第二章测

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  硅材料科学与技术浙江大学出版社 浙江大学硕士学位论文第二章测试设备扩展电阻仪 用扩展电阻方法测量试样如硅器件 的纵向杂质分布 需要进行磨角。此时应按照所要测量的剖面。选择一适当角度的磨角器 使硅芯片磨出一抛光斜面 精确测出斜角。斜面上的电阻率见与纵向电阻率 的关系为肛 其中为硅器件所磨斜面与表面夹角

  硅材料科学与技术浙江大学出版社 浙江大学硕士学位论文第二章测试设备扩展电阻仪 用扩展电阻方法测量试样如硅器件 的纵向杂质分布 需要进行磨角。此时应按照所要测量的剖面。选择一适当角度的磨角器 使硅芯片磨出一抛光斜面 精确测出斜角。斜面上的电阻率见与纵向电阻率 的关系为肛 其中为硅器件所磨斜面与表面夹角。本文使用的是由美国固体测量公司制造的 型扩展电阻仪该仪器所带的标准整块的斜角有五种 分别为 探针沿斜而的最小步进为则理论上纵向分辨率为 。角度愈小 斜面展开愈 纵向分辨率就越高。扩展电阻测量原理如图 所示。斜燕逸缘 磨角器角度图 扩展电阻测量原理示意图 扩展电阻是金属探针与半导体 某一参考点附近的电阻率同流过探针的电浙江大学硕士学位论文流之比值。考虑探针与材料的接触状态 材料的电阻率、导电类型和晶向等因素在采用双探针 扩展电阻 和电阻率 有关的修正因子是探针与材料接触半径。考虑到 无法准确测量 采用制作定标曲线方法来实现扩展电阻与电阻率的转换。这种转换是由计算机来完成。 直流四探针 测量体电阻率利用四探针法可以测量半导体材料的体电阻率 它可以测量范围为 的硅单晶锭也可以测量薄膜材料的电阻率 例如硅片上表面或者下表面形成的薄层材料的电阻率。假定一块电阻率口均匀的半导体材料 其几何尺寸与测量探针的间距相比较可以看作半无限大。探针引入的点电流源的电流强度为』。那么 对于半无限大样品上的这个点电流源而言 样品中的等电位面是一个球面 如图 所示。对于离开点电流源半径为 助点电流源的强度为半径为 的半球等位面的面积。由于 点的电流密度与该点处的电场强度 存在以 关系 点的电位为两个电场作浙江大学硕士学位论文用的矢量叠加这就是点源叠加原理。 如果将四个金属探针以一定间距排成一直线并以一定的压力压在一块平坦的半导体材料样品上 如图 所示。如果探针接触处的材料均匀 并可以忽略电流在探针处的少子注入。图 四探针测试半导体试样体电阻率示意图 流入半导体样品时根据点源叠加原理 某一点的电位应是不同点电流源产生的电位的和 因此探针 的电位比、玛应分浙江大学硕士学位论文别为旦一望 垡一旦 之间的间距是相应电流源』的强度 可以表示为 为材料的电阻率所以探针 称为探针系数对干同守间距的榛针而言 探针系数为常数。 型微波光电导少子寿命测试仪红外半导体激光器在样品的照射部位会诱生自由电子一空穴对而且产生的自由载流子靠近硅片的上表面。由于自由电子和空穴的复合作用 所以它们的浓度和样品的电导率经过光激发后会衰降 这个降低的电导率可以通过对反射回的微波能量进行计算而得出。因为反射的微波能量正比丁样品的载流子浓度 它可以作为一个随时间而变化的函数而被测量。因为微波诱生的少数载流子浓度的衰减是指数变化的 所以测量到的反射微波的衰减也符合指数曲线。通过反射微波的衰减曲线可以计算出少数载流予的寿命。浙江大学硕士学位论文图 微波反射信号测试过程 假设样品电导率从盯变化到盯 其中是微波入射强度 是微波反射强度 是反射率在电导率变化很小的情况下 用一级泰勒展开式 可得等邓酬吼船测量微波反射信号的强度相对方便 则上式可转变为 其中爿是比例系数但是 要求 。我们所用的微波波长为它在硅片中的穿透深度为 只考虑被样品吸收和反射的微波信号 微波透射信号不计。 蚴沈其中是电场强度 与样品位置和电导率有关的量。带入

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