Способ бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок

Способ бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для неразрушающего контроля удельного электросопротивления полупроводниковых пленок. Цель изобретения - повышение точности. Способ состоит в дополнитель ном освещении пленки источником света, спектральная характеристика и мощность которого обеспечивают насыщение ловушек захвата в полупроводниковой пленке, и проведении тех же измерений, причем полученные значения удельного электросопротивления при комнатной освещенности и при освещении дополнительным источником света усредняют. 2 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 27/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 гс; 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1642410 (21) 4869162/21 (22) 20.07.90 (46) 30.08.92. Ьюл, N 32 (71) Завод "Аналог" (72) А.Н,Ануфриев, А.А.Гасанов, M.Н.Титов, А.С,Филимонов и С.С.Чурин (56) Авторское свидетельство СССР йг 1642410, кл. G 01 R27/02,,1988. (54) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛЕНОК (57) Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для неИзобретение относится к технической физике, в частности к злектроизмерительной технике, является усовершенствовани. ем изобретения по авт.св. СССР N. 1642410 и могжет быть испол ьзова но для н еразруша.ющего измерения (контроля) удельного электросопротивления полупроводниковых пленок, Известны способы бесконтактного измерения удельного сопротивления материалов, заключающиеся в том, что при внесении исследуемого образца в СВЧ-резонатор изменяются параметры резонатора (резонансная частота, выходной сигнал, ток и т.п.), и по изменению одного из этих параметров можно судить об электропроводности материала (авторское свидетельство

СССР N 758861, кл. G 01 8 27/00, 1978).

Вышеуказанные способы обладают рядом недостатков: необходимостью применения дорогостоящей СВЧ-аппаратуры; нелинейностью отклика, что затрудняет калибровку и непосредственное считывание. Ж, 1758589A2 разрушающего контроля удельного электросопротивления полупроводниковых пленок. Цель изобретения — повГышение точности. Способ состоит в дополнительном освещении пленки источником света, спектральная характеристика и мощность которого обеспечивают насыщение ловушек захвата в полупроводниковой пленке, и проведении тех же измерений, причем полученные значения удельного электросопротивления при комнатной освещенности и при освещении дополнительным источником света усредняют. 2 ил. результатов; ограничением размеров образцов, Известен способ бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупроводников, заключающийся в том, что образец помещают в СВЧ-резонатор перпендикулярно электрическим силовым линиям поля, модулируют удельное электросопротивление образца светом и по глубине модуляции СВЧ-сигнала на выходе резонатора судят о величине удельного электросопротивления полупроводниковой пленки(Воробейчиков Э.С., Наливайко Б,А.

Фотомодуляционный бесконтактный метод измерения удельного электросопротивления высокоомных пленок. — Электронная техника, 1971, сер.12. в.1, с. 39 — 42).

Данное техническое решение обладает следующими недостатками.

Недостаточной точностью, поскольку при измерении не учитывается влияние толщины полупроводникового слоя; неизвестно, в каком диапазоне частот изменения

1758589

30

45

ВЧ-контур, 3 — измеряемый образец, 4— измеритель добротности; на фиг, 2 показана зависимость относительного изменения добротности контура при введении в него образца от величины удельного элект- 50 росопротивления образца.

Способ осуществляют следующим образом.

Колебательный контур (выполненный в виде катушек Гельмгольца) измерительного 55 устройства с помощью переменного конденсатора настраивают в пределе частот

135-155 мГц в резонанс (реэо ансную емкость определяют с помощью формулы Томпсона параметров СВЧ-резонатора максимальны; точность измерений зависит ат размеров и ориентации образца.

Необходимо использовать дорогостоящее СВЧ-оборудование, Наиболее близким к предлагаемому способу является способ, заключа ащийся в измерении изменения добротности контура специальной формы в диапазоне частот

135 — 155 МГц при помещении в него полупроводниковой плейки (авторское свидетельство СССР N 1642410, кл, G 01 R 27/02, 1988). Однако, точность этого способа зависит от освещения поверхности полупроводниковой пленки.

Цель изобретения — повышение точности измерения удельного электрасопративления полупроводниковых пленок.

Цель достигается тем, что в известном способе бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок измерения проводят при двух величинах освещенности полупроводниковой пленки: при комнатном освещении и при освещении специальным источником света, интенсивность и спектральная характеристика которого обеспечивают насыщение ловушек захвата в полупроводниковой пленке, формирующих глубокие уровни, Полученные значения усредняют.

Сущность способа заключается в там, что при облучении cBOTQM полупроводниковой пленки происходит насыщение ловушек захвата, формирующих глубокие уровни в полупроводнике и искажа ащих истинное значение величины удельного электросопротивления. Применение ВЧ-контура специальной формы вместо СВЧ-резонатора значительно облегчит процесс измерения, позволит снизить требования к размерам и ориентации образцов и применять недорогое оборудование, На фиг. 1 показано устройства, реалирующего способ; где 1 — осветитель, 2—

15 — =2 L С

l. з ь р Гьб7и)1 (2) где К вЂ” коэффициент пропорциональности, зависящий от материала полупроводника, Ом/см;

1 — индуктивность контура, Гн:

h — толщина палуправодникой пленки, см;

Л О/0 — относительное изменение добротности контура при введении в него образца, отн.ед.:

p — магнитная постоянная (4 л . 10

-5

Гн/см).

Освещают поверхность образца мощным источником света, например кварцевой лампой, выключают лампу и повторяют измерение р. Определяют среднее .значение р. При этом следует избегать перегрева образца, для чего желательно испольэовать излучение в фиолетовой и ультрафиолетовой областях спектра. На фиг. 2 показана типичная зависимость относительного изменения добротности контура от величины удельного злектросопротивления пленки, Видно, что с уменьшением удельного электросопротивления пленки вносимые в ВЧконтур потери увеличиваются, при этом добротность контура падает.

Пример конкретного выполнения, В качестве источника света испольэовалии кварцевую лампу, Облучение образца (пленки кремния на сапфире (KHC) проводили ь течение нескольких секунд, Результаты измерений поиведены в таблице где f — частота измерения (135-155 мГц);

L — индуктивность контура (пары катушек Гельмгольца), Гн;

С вЂ” емкость контура (переменнога конденсатора);

Добротность 0 колебательного контура максимальна.

Измеряемый (контролируемый) образец помещают внутрь пары катушек Гельмгольца, подстраивают контур в резонанс с помощью встроенного r, измеритель добротности конденсатора и па шкале cx6" мы измерения добротности определяют величину абсолготно о изменения добротности Л Q при комнатном освещении поверхности образца, Удельное сопротивление образца определяют по формул=" (2) (толщину образца h измеряют любым дастато ным по то IHocT способом

1758589

Способ позволяет также оценить структурное совершенство пленки по величине измененияр, вызванного наличием в пленке глубоких уровней, которые определяются точечными и линейными дефектами структуры. Использование предлагаемого технического решения позволит повысить точность бесконтактных способов измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок за счет устранения ошибок, вызванных колебаниями освещенности образца, снизить критические требования к размерам образца и позволит применять недорогое оборудование.

Формула изобретения

Способ бесконтактного измерения удельного электросопротивления полупроводниковых пленок по авт.св. М 1642410, 5 отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, измерения проводят при освещении полупроводниковой пленки дополнительным источником света, спектральная характеристика и мощ10 ность которого обеспечивают насыщение ловушек захвата в полупроводниковой пленке, полученные значения удельного электросопротивления пленок при комнатной освещенности и при освещении допол15 нительным источником света усредняют.

1758589

0,6

0,Ф

Составитель А.Ануфриев

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор 3.Сэлко

Редактор Т.Лошкарева

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2998 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5