微波反射測(cè)晶硅少子壽命方法

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1、微波反射測(cè)晶硅少子壽命方法pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。SEMIMF1535-0707微波反射無(wú)接觸光電導(dǎo)衰退測(cè)量硅片載流子復(fù)合壽命測(cè)試方法本標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)上由全球硅片委員會(huì)批準(zhǔn)?，F(xiàn)今的版本由全球?qū)徲?jì)檢查委員分會(huì)在2007年4月25日批準(zhǔn)出版。它于2007年6月在www.semi.org網(wǎng)站上發(fā)表，2007年7月出版CD-ROM光碟。最初由ASTM國(guó)際以ASTMF1535-94出版，上一次出版在2006年11月。1.目的1.1如果半導(dǎo)體中載流子濃度不太高，載流子復(fù)合壽命由能級(jí)位于禁帶中的雜質(zhì)

2、中心決定。很多金屬雜質(zhì)在硅中形成這樣的復(fù)合中心。在大多數(shù)情況下，這些雜質(zhì)在很低的濃度10133（≈10至10原子/cm）下即可使復(fù)合壽命降低，對(duì)器件和電路起有害的作用。在某些情況下，例如甚高速雙極開(kāi)關(guān)器件和大功率器件，復(fù)合特性必須細(xì)心地控制以達(dá)到所需的器件性能。1.2本測(cè)試方法包含多種類型硅片載流子復(fù)合壽命的測(cè)試步驟。由于測(cè)試時(shí)在片子上沒(méi)有制作電接觸點(diǎn)，在測(cè)試后，如果片子的清潔度保持良好，可以對(duì)其進(jìn)行后續(xù)的工藝操作。1.3本測(cè)試方法適用于研究開(kāi)發(fā)、工藝控制、以及材料的驗(yàn)收。但，由本測(cè)試方法獲得的結(jié)果與表面鈍化程度有關(guān)。所以，當(dāng)本法用于材料

3、的規(guī)格和驗(yàn)收時(shí)，供方和需方須對(duì)測(cè)試中的表面處理達(dá)成共識(shí)。2.范圍2.1本方法包含均勻摻雜的拋光的n型或p型硅片與載流子復(fù)合過(guò)程相關(guān)的載流子壽命的測(cè)量。樣品的室溫電阻率應(yīng)大于某個(gè)由檢測(cè)系統(tǒng)靈敏度確定的極限，此極限通常在0.05-1W×cm范圍內(nèi)。只要電導(dǎo)率檢測(cè)系統(tǒng)的靈敏度足夠，本測(cè)試方法也可應(yīng)用于測(cè)量切割、研磨、腐蝕硅片的載流子復(fù)合壽命。2.2在本測(cè)試方法中，通過(guò)監(jiān)測(cè)樣片微波反射來(lái)測(cè)定光脈沖產(chǎn)生過(guò)剩載流子之后樣片電導(dǎo)率的衰退。因?yàn)樵跇悠飞蠜](méi)有制作接觸點(diǎn)，本檢測(cè)方法是非破壞性的。如果樣品的清潔度保持良好，在本法檢測(cè)之后，樣片可進(jìn)入下道工序。2

4、.3在沒(méi)有表面復(fù)合時(shí)測(cè)量載流子復(fù)合壽命，將得到“理想”體復(fù)合壽命（τb）。但是，一般來(lái)說(shuō)，要完全抑制表面復(fù)合是很困難的。而且，在大多數(shù)情況下，壽命測(cè)量都是在未作表面鈍化或未證實(shí)表面鈍化是否完善的情況下進(jìn)行的。此外，注入比也影響壽命的測(cè)量值。注入比如果小，測(cè)得的壽命將不受注入比的影響，體復(fù)合壽命即為少數(shù)載流子壽命（見(jiàn)注1）。但是，為了提高信噪比（S/N），常采用高水平的注入。因之，本測(cè)量方法也包含“非理想”情況下載流子復(fù)合壽命的測(cè)量。此時(shí)表面復(fù)合為有限值，以及（或者）注入比不小。包含兩種這樣的測(cè)量：2.3.1基模壽命τ1。它受體和表面性質(zhì)的

5、影響。2.3.21/e壽命τe。它與注入比和激光透入深度都有關(guān)，并強(qiáng)烈受表面條件的影響，因?yàn)樵趧傋⑷胫?，過(guò)剩載流子的分布是接近表面的。但另一方面，在衰退曲線的初始階段，由于信噪比好以及數(shù)據(jù)分析簡(jiǎn)單，τe的測(cè)量是快速易行的。注1：與光激發(fā)水平有關(guān)，按本法測(cè)定的載流子復(fù)合壽命可以是少數(shù)載流子壽命（低注入水平）或少數(shù)和多數(shù)載流子的混合壽命（中和高注入水平）。在后一種情況，如果假定是可采用適用于小濃度復(fù)合中心的肖克來(lái)-雷德-霍耳模型的單一復(fù)合中心的某些情況，可將少數(shù)和多數(shù)載流子壽命分開(kāi)。當(dāng)注入載流子濃度大大超過(guò)多數(shù)載流子濃度（高注入）時(shí)，復(fù)合壽

6、命為少數(shù)載流子和多數(shù)載流子俘獲時(shí)間常數(shù)之和（見(jiàn)相關(guān)資料1）。2.3.3當(dāng)表面復(fù)合可忽略以及注入水平足夠低時(shí)，上述三種壽命相等（τb=τ1=τe）。在表面復(fù)合可忽略的情況下，即使激光剛開(kāi)始輻照時(shí)的注入不小，τb與τ1也相等。注2：本檢測(cè)方法適用于測(cè)量0.25ms到>1ms范圍內(nèi)的載流子復(fù)合壽命。最短可測(cè)壽命值取決于光源的關(guān)斷特性及衰退信號(hào)測(cè)定器的采樣頻率，最長(zhǎng)可測(cè)值取決于試樣的幾何條件以及樣片表面的鈍化程度。配以適當(dāng)?shù)拟g化工藝，如熱氧化或浸入適當(dāng)?shù)娜芤褐?，?duì)于SEMIM1標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定厚度的拋光片，長(zhǎng)到數(shù)十毫秒的壽命值也可被測(cè)定。注3：大樣塊的

7、載流子復(fù)合壽命可以用SEMIMF28方法A或B測(cè)定。這些也是基于光電導(dǎo)衰退（PCD）的測(cè)試方法需要在樣品上制作電接觸。該方法假設(shè)在所有的表面都有很大的表面復(fù)合，因而壽命測(cè)量的上限由檢驗(yàn)樣品的尺寸決定。測(cè)試方法SEMIMF28中的方法B規(guī)定檢驗(yàn)要在低注入水平的條件下進(jìn)行，以保證測(cè)量的是少數(shù)載流子壽命。少子壽命也可以通過(guò)SEMIMF391A法或B法的表面光電壓法（SPV）測(cè)出的載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度推算得出。在低注入條件下進(jìn)行測(cè)量時(shí)，SPV法和PCD法在一定的條件下將得到相同的少子壽命值1。首先要求不出現(xiàn)陷阱。第二，在解析SPV測(cè)量時(shí)所使用的吸收系數(shù)

8、和少數(shù)載流子遷移率值必須正確。第三，在進(jìn)行PCD測(cè)量時(shí)，表面復(fù)合效應(yīng)必須消除（如在本測(cè)試方法中），或作適當(dāng)?shù)目紤]（如在測(cè)試方法SEMIMF28中）。半導(dǎo)體材料的另一個(gè)瞬態(tài)特性產(chǎn)生壽命通常比復(fù)合