Способ измерения неоднородности удельного сопротивления Советский патент 1985 года по МПК H01L21/66 

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для контроля неоднород ности полупроводниковых материалов, испсльзуеьа к для изготовления полупроводников. Известен способ измерения неодно родности сопротивления легированных полупроводников tl, основанный на измерении 4-х зондовым способом сопротивления во многих точках поверхности полупроводникового плоско го образца. Недостатком этого способа являет ся его разрзгшающий характер и низка разрешающая способность, обусловлен ные необходимостью приведения в соприкосновении с образцом зондовой головки с определенным межзондовым промежутком. Наиболее близким является способ измерения неоднородности удельного сопротивления полупроводников Zj , основанньй на приложении к образцу с помощью контактов электрического напряжения, освещении поверхности образца световым зондом в виде поло сы, параллельной линиям тока, поперек которой в произвольном месте располагают затененный участок - те невой зон, измерения сопротивления при сканировании поверхности образца теневым зондом. Недостатком этого способа являет ся низкая разрешающая способность И чувствительность, обусловленные тем, что вследствие конечного време жизни неосновных носителей заряда происходит их диффузия в область те невого зонда. При этом его сопротив ление уменьшается и падает чувствительность. Для повьшения чувствител ности необходимо увеличивать площадь теневого зонда, но при этом .па дает разрешающая способность определения распределения удельного сопротивления по площади образца. Цель изобретения - повьш1ение раз решающей способности и чувствительности. Цель достигается тем, что в способе измерения неоднородности удель ного сопротивления полупроводников, основанном на приложении к образцу с помощью контактов электрического напряжения, освещении поверхности. о разца световым зондом в виде полосы параллельной линиям тока, поперек которой в произвольном месте располагают затененный участок - теневой зонд, измерении сопротивления при сканировании поверхности образца теневым зондом, поверхность образца освещают импульсами света, следующими с интервалами, превышающими время релаксации концентрации неравновесных возбужденных светом носителей заряда, измерение сопротивления производят спустя время At после начала светового импульса, которое больше времени достижения максимальной интенсивности света, но меньше времени жизни неравновесных носителей заряда. На чертеже представлены зависимости нестационарной фотопроводимости в области теневого зонда в различные моменты времени после импульсного освещения полупроводника.Индексами ut, ui,, ut.. t обозначены распределения носителей заряда в начальньй и последующий моменты времени, вплоть до. времени жизни. Существо способа состоит в следующем. Образец освещается короткими импульсами света высокой интенсивности, например, от лампы вспьш1ки, а измерение проводится спустя Бремя ii после начала действия светового импульса, которое больше или равно времени нарастания фронта импульса света до максимальной интенсивности Т но меньше времени жизни неравновесных носителей заряда , ,,. Для исключения влияния остаточного -уровня возб ждения образца период Т между двумя последовательными световыми импульсами должен более, чем на порядок превьш1ать время релаксации концентрации инжектированных светом неравновесных носителеи заряда С . Расчеты показали, что распределение неравновесных носителей заряда в области тени для образца с темновым зондом дается выражением (3-2х д , ( 3 + 2х П : i-ni4E i H fij, Ар где &РО - начальная неравновесная концентрация дырок, инжектированных светом , D - коэффициент биполярной диффузии; «3 - ширина теневого зонда, X - текущая координата. При получении условий (1) и (2) в выражении (3) е, во столько раз меньше диффузионной длины во сколько риз , Из чертежа видно, что чем лучше вьшолняется условие t j тем меньш распределения отличается от прямоугольного, т,е. контрастнее зонд и, следовательно, тем меньшие размеры зонда можно использовать. Пример. Предлагаемый спосо измерения неоднородности удельного сопротивления полупроводников был испытан на различных полупроводник вых материалах, таких, как Si, Ge, .AnBc и AjB. На высокоомном кремни с длиной диффузии порядка 2 мм ха54рактеристическая длина диффузии, по-, лученная в установке и определяющая разрешающую способность метода, со-ставила около 21 мкм. Таким образо, предлагаемый способ позволяет измерять неоднородность удельного сопротивления высокоомных полупроводников с высокой чувствительностью и высоким линейньм разрешением, при отсутствии влияния времени жизни неравновесных носителей заряда на результаты измерений, что недостижимо для известных методов. Применение предложенного способа в производстве полупроводниковых материалов позволит значительно улучшить контроль за однородностью удельного сопротивления получаемых материалов и повысить качество выпускаемой продукции. Использование предлагаемого метода в производстве полупроводниковых приборов на операции входного кон- троля неоднородности исходных структур позволит увеличить процент вы- . хода годных приборов и будет способствовать росту производительности труда.,

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТИ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУ;ПРОВОДНИКОВ, основанный на приложении I tt Г 1.1 , к образцу с помощью контактов электрического напряжения, освещении поверхности образца световым зондом в виде полосы, параллельной линиям тока, поперек которой в произвольном месте располагают затененный участок - теневой зонд, измерении сопротивления при сканировании поверхности образца теневым зондом, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и чувствительности, поверхность образца освещают импульсами света, следующими с интервалами превышающими время релаксации концентрации неравновесньк возбужденных светом носителей заряда, измерение сопротивления производят спустя время t после начала светового импульса, которое больше времени достижения максимальной интенсивности света, но меньше времени жизни неравновесных носителей заряда. - 0