四探针法测扩散薄层的方块电阻

四探针法测扩散薄层的方块电阻 《半导体物理学》 四探针法扩散薄层方块电阻的测量 实验 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 通信工程学院 微电子121班 小组成员 姓名: 学号: 付天飞 2012102027 刘静帆 2012102025 杨壮 2012102028 陈治州 2012102024 2014年10月22日 四探针法扩散薄层方块电阻的测量 一 前言 在结型半导体器件的生产中，大多使用扩散法来制备pn结。扩—散层中杂质分布的状况及pn结的深度对器件的特性有明显的影响。 — 用四探针法测量扩散层的方块电阻，可以求得扩散层单位面积的杂质总量，如果结合结深的测量，还可以估算出表面杂质浓度，因此，在晶体管及集成电路的生产中，几乎每次扩散以后都要测量方块电阻，以检验该次扩散是否达到预期的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 。 二 测量原理 1(方块电阻的定义 如图4-3所示方形薄片，长、宽、厚分别用L、W、d表示，当电流如图示方向流过时，若L=W，这个薄层的电阻称为方块电阻，一般用R表示，单位为Ω/? 图4.-3 方块电阻的定义 (1)杂质均匀分布的样品 若该半导体薄层中杂质均匀分布，则薄层电阻Rs为: LLRs,,,, ,,Ad,w LL,R? ,,, dww ，R=ρ/d为方块电阻，L/W当L=W，即薄片为正方形时，Rs =R 为方块数，简称方数，它与正方形边长大小无关。 (2)杂质非均匀分布的样品 实际扩散层中杂质分布不均匀，杂质分布与扩散方式有关，主要有以下两种扩散方式: ? 恒定表面源扩散:在整个扩散过程中，与半导体表面接触的杂质浓度不变，对应预淀积情况。杂质服从余误差分布，余误差函数的值可查函数表得到。 ? 限定表面源扩散:整个扩散过程中，杂质源仅限于预扩散淀积在半导体表面上的无限薄层内的杂质总量Q，没有其它外来的杂质进行补充，对应于主扩散情况。其杂质服从高斯分布，实际的工艺过程比这两种理想分布要复杂一些。这两种杂质分布示于图4-4。 图4-4(a) 恒定表面源扩散的杂质分布 图4-4(b) 限定表面源扩散的杂质分布 对于杂质分布不均匀的样品，电导率σ为x的函数，即 ,(x),q,N(x) 11 R,, xxjj,(),()xdxqNxdxo0,, xj为扩散层中单位面积的杂质总量。用实验方法测得随RN(x)dxo , x的变化，则可得出N(x)随x的变化。如能测出结深x，则可求出表j面浓度N。 s 2(方块电阻的测量原理 用四探针可以测量扩散薄层的方块电阻值，如图4-5所示。 (1)先考虑无穷大的薄层的情况 图4-5 方块电阻的测量原理 图4-6 方块电阻测量中的等位面 由于扩散层非常薄，以及P—N结的阻挡作用，探针1、4之间的 电流仅在扩散层中通过，与四探针测电阻率的情况相比，可认为电流从针尖1流出之后，沿着样品表面散开，电流线是以流入针尖1处为中心的并与表面平行的射线，等位面是以流入针尖1处为中心的不同半径的园柱面，如图4-6所示。 因此在离中心r处电流密度应为 IIj,, A2,r,xj j,E(r),,,若薄层平均电阻率为，平均电导率为，因为，故离, 针尖1的距离为r处的电场强度E(r)为 j1IE(r),,,,,,x2r,xjj ,I ,,,x2rj I,R, 2,r 测出探针2、3之间的电位差V: IVVVR1n2,,,, 23, ,VVR,,4.5321 (1n2)II 这就是四探针法测无穷大薄层的方块电阻的公式，为测量准确，要求满足下列条件: (1)半导体薄层必须为无穷大平面; (2)四根探针必须在一条直线上，针距相等; (3)电流I要小，以免非平衡载流子的注入和焦耳热对测量的影响; (4)探针要尖，与半导体薄层的接触面要小。 (2)对于有限大小的薄片的情况;如果半导体扩散层的几何尺寸 不比四探针间距大许多倍时，则上式变为: V R,C 1 修正因子C与薄层的几何尺寸及样品属单面扩散还是双面扩散条件有关，C值可由附表1、附表2、附表3查出。 三 实验方法 实验的方法同电阻率测量。但要注意: 1(测量之前，用细砂纸打磨样品，以去除表面的SiO层。 22(注意正确选择修正因子C。 3(为简化，可选I值与C的数值相等，这样读出V值就可以知 道R值了。 ? 附表1 单面扩散园形样品的修正因子C d:园片直径 H:园心与四探针中心间的距离 s:相邻两探针间距 d3s 0,H,(,)22 四探针沿直径方向放置 HHHHHHd ,0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.45sdddddd3 2.2662 4 2.9289 5 3.3625 3.2719 2.9176 7.5 3.9273 3.8780 3.6903 3.1123 10 4.1716 4.1415 4.0263 3.6753 15 4.3646 4.3504 4.2957 4.1284 3.2635 20 4.4364 4.4282 4.3967 4.3000 3.8038 40 4.5067 4.5059 4.4977 4.4730 4.3451 3.8568 ? 4.5324 4.5324 4.5324 4.5324 4.5324 4.5324 附表2 单面扩散矩形样品的修正因子C L:矩形样品长度 a:矩形样品宽度 s:相邻两探针间距 x:薄层厚度 x<0.5s jj 四探针沿长度方向放在样品中心 aLLLL,1,2,3,4 aaaas 1.00 0.9988 0.9994 1.25 1.2467 1.2243 1.50 1.4788 1.4893 1.4893 1.75 1.7196 1.7238 1.7238 2.00 1.9454 1.9475 1.9475 2.50 2.3532 2.3541 2.3541 3.00 2.4575 2.7000 2.7005 2.7005 4.00 3.1137 3.2246 3.2248 3.2248 5.00 3.5098 3.5749 3.5750 3.5750 7.50 4.0095 4.0361 4.0362 4.0362 10.00 4.2209 4.2357 4.2357 4.2357 15.00 4.3882 4.3947 4.3947 4.3947 20.00 4.4516 4.4553 4.4553 4.4553 40.00 4.5120 4.5129 4.5129 4.5129 ,4.5324 4.5324 4.5324 4.5324 附表3 双面扩散样品的修正因子C b:样品厚度 x:薄层厚度 j s:相邻两探针间距 矩 形 样 品 a，b 园形样品 L，bL，bL，bL，bs ,1,2,3,1a，ba，ba，ba，b1.00 1.9976 1.9497 1.25 2.3741 2.3550 1.50 2.9575 2.7113 2.7010 1.75 3.1596 2.9953 2.9887 2.00 3.3381 3.2295 3.2248 2.50 3.6408 3.5778 3.5751 3.00 4.5324 4.9124 3.8543 3.8127 3.8109 4.00 4.5324 4.6477 4.1118 4.0899 4.0888 5.00 4.5324 4.5790 4.2504 4.2362 4.2356 7.50 4.5324 4.5415 4.4008 4.3946 4.3943 10.00 4.5324 4.5353 4.4670 4.4536 4.4535 15.00 4.5324 4.5329 4.4985 4.4964 4.4964 20.00 4.5324 4.5326 4.5132 4.5124 4.5124 40.00 4.5324 4.5325 4.5275 4.5273 4.5273 ,4.5324 4.5324 4.5324 4.5324 4.5324 四.数据 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 五.心得体会 四探针法测量电阻率有个非常大的优点，它不需要校准.