Определение профиля удельного сопротивления полупроводникового слоя

На измеряемое значение ρ существенное влияние оказывает состояние поверхности полупроводника. Поверхностный потенциал изменяется со временем и зависит от газовой среды, что связано с образованием на поверхности кремния естественного окисла и значительным влиянием поверхностных состояний. Измерения поверхностного сопротивления как слоев, так и подложек кремния следует проводить после специальной химической обработки поверхности пластин.

Определение профиля удельного сопротивления полупроводникового слоя

В неоднородно легированных полупроводниковых слоях можно определять распределение удельной электропроводности s(x) (удельного сопротивления r(x)) по толщине полупроводникового (кремниевого) слоя четырехзондовым методом. Определение профиля удельной электропроводности производят в несколько этапов.

1)  Измеряют поверхностное сопротивления полупроводникового слоя RS0.

2)  Производят первое анодное окисление поверхности кремния.

3)  Измеряют толщину образовавшегося слоя SiO2dox1, например, цветовым методом или методом эллипсометрии.

4)  Удаляют слой SiO2.во фтористоводородной кислоте (HF).

5)  Рассчитывают толщину удаленного слоя кремния δ1=a·dox1, где a≈0.46.

6)  Измеряют поверхностное сопротивления полупроводникового слоя RS1.

7)  Рассчитывают среднюю удельную электропроводность первого удаленного слоя кремния по формуле:

                                              

Эту процедуру повторяют столько раз, сколько необходимо для определения профиля удельной электропроводности в слое заданной толщины.

Процесс анодного окисления можно отработать таким образом, чтобы на каждом этапе удалять слои кремния одинаковой толщины, то есть dox1=dox2=…=doxn = dox и, соответственно δ1=δ2=…=δn.=δ. В этом случае определение средней удельной электропроводности i-того удаленного слоя кремния можно рассчитать по следующей формуле.

                                                                                 

Среднее значение удельного сопротивления i-того слоя кремния равно ri=si-1.

Полученные результаты измерений заносятся в таблицу, созданную, например, в Exel.

Концентрация легирующей примеси ND рассчитывается с использованием данных зависимости rn=rn(ND)в предположении, что подвижность электронов зависит от концентрации доноров. После проведения расчетов могут быть построены графики распределения удельной электропроводности s=s(x), удельного сопротивления r=r(x) или концентрации доноров ND=ND(x) по толщине слоя кремния.

Метод самокомпенсации геометрических эффектов

Для пластин конечных размеров надо учитывать, что чем меньше размер образца, тем выше погрешность измерений.

При оценке однородности поверхностного сопротивления по площади полупроводникового слоя или пластины измерения проводят по всей пластине, в том числе и у края. В этом случае надо вводить поправку в каждой области, где производится измерение.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector