7半导体材料测试技术
Electrical Properties
* Sheet Resistance * Free Carrier Mobility * Conductivity
Material Properties
* Dopant Concentration * Material Composition * Crystalline
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§3.2.2 涡流非接触测量
1510C Standalone
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§3.3 霍尔系数及载流子测量
VH K H IB sin
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§3.3.1 Van der pauw 范得堡法
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•Specs: • Dynamic Repeatability • Static Repeatability • Accuracy (estimated)
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§3.4 薄膜测量
对于膜层: .厚度t .折射率n .吸光率k 对于衬底 .折射率n和吸光率k
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§3.2 方阻测量
薄层电阻又称方块电阻,其定义为正方形的半导体薄 层,在电流方向所呈现的电阻,常用欧姆每方表示
1 Rs qQ
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§3.2.1 四探针
4 Point Probe(FPP)
2V23 1 1 1 1 1 ) ( r12 r24 r13 r34 I
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§3.4.1 光谱反射测量法
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§3.4.1 光谱反射测量法
光谱直接提供晶片反射比 光谱还包含如下信息: .膜层厚度(t) .层和衬底的折射率(n) .层和衬底的吸光率(k)
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§3.4.1 光谱反射测量法
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§3.1 导电类型测量
冷热探针法——温差电效应
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§3.2 方阻测量
-1 = [qn µ ] + [qp µ ] , (ohm-cm) n p
= 1 / = -1 , (ohm-cm)
where: q = charge of an electron = 1.6 x 10 -19 coulombs n = number of electrons, carriers / cm3 p = number of holes, carriers / cm3 2 µ n = electron mobility, cm / V-sec 2 µ p = hole mobility, cm / V-sec
Translate into Conductivity tensor Coefficients
Single Field Analysis Software Module
Mobility Analysis Software Module MultiMode Module
Mobility Spectrum Analysis
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§3.3.2 变温范得堡法
MMR Joule-Thomson Miniature Refrigerator
Sample Mounting Surface
Silicon Diode
Resistor Heater
Electrical Lead Connections
Conductivity
Mobility
Mob Con Den
1 - ##
MagF Mob Den Rs. ## ## ## ## ## ## ## ## ## ## ## ##
##
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##
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MultiCarri试技术
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§3.3.3 非接触迁移率测量
LEI 1610 Non-contact Mobility Testing
Back electrode (adjustable) Sample Reflected RF Power (TE10) Mode Circular WG.
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§3.3.1 van der pauw 范得堡法
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§3.3.2 变温范得堡法
Hall System
• • • •
C-frame magnet available. B-field up to 7000 Gauss Resistivity: 10-4 ~ 1013 ohm-cm Mobility: 1 ~ 107 cm2/volt-sec Concentration: 103 ~ 1019 cm-3
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§3.2.1 四探针
CMT-SR2000N
Compact Mapping System to measure Sheet Resistance and Resistivity of Wafer up to 200 mm.
Compact and simple design X-Y-Z axis full automatic system Exclusive operation software Powerful data analysis and mapping functions User selection measurement mode Competitive price
Lower
Head Satisfactory penetration assured
Vo
1
s Oxide
1
s Metal
1
s Si
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§3.2.2 涡流非接触测量
Four Point Probe
DC-Voltage DC-Current Coil
§3.0 引言
Wafer Probe
Metal Oxide Semiconductor
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§3.0 引言
Solar Cells
Refractive Index & Extinction Coefficients
* Absorption * Transmission * Reflectivity
Plot
AC Power
: Contour, 3D, Diameter Scan
: 110V ~ 220V ± 10%
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§3.2.2 涡流非接触测量
Four Point Probe Degradation Contamination
Probe Tip
Non Contact Heads
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The Measurement Technique for Semiconductor Materials
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§3.0 引言
半导体器件基本特性测量
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§3.0 引言
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§3.2.1 四探针
Specifications
Wafer Size Measurement Range Measurement Time Probe : Max. 200mm : 1mΩ/sq ~ 2MΩ/sq : 3±1sec/point : Jandel Eng., UK
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§3.2.1 四探针
Measurement Principle
Current forced through two outer probes(1&4) & Voltage measured across two inner probes(2&3). - Probes equally spaced / Probe spacing is twice thickness of layer
E
p-plane
s-plane p-plane E
plane of incidence s-plane
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§3.4.2 椭圆偏振光 Ellipsometry
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§3.4.2 椭圆偏振光 Ellipsometry
Ellipsometry Measures: Properties of Interest:
2-
## ## ## ## ##
3-
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§3.3.3 非接触迁移率测量
Measurement Specifications
•Sample Size: •Ranges: • Mobility • Carrier Density • Sheet Resistance </=150mm wafers >40mm2 pieces up to 20,000 cm2/V-s 1e10 - 1e14 /cm2 >100 Ω/square +/- 5% at 1 sigma +/- 1% at 1 sigma +/- 10%