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硅拋光片的主要技術(shù)指標、測試標準及硅片加工參數(shù)的測量方法

中科院半導(dǎo)體所 ? 來源:學習那些事 ? 2024-12-07 09:39 ? 次閱讀
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本文主要討論硅拋光片的主要技術(shù)指標、測試標準以及硅片主要機械加工參數(shù)的測量方法。

硅片機械加工參數(shù)

硅拋光片的主要技術(shù)指標和測試標準可以參照SEMI標準、ASTM標準以及其他相關(guān)標準。

1.1 硅片機械加工參數(shù)的測量方法

進行宏觀的常規(guī)檢驗,這通常在暗場或暗室中進行,通過目視或顯微鏡檢測硅片表面的宏觀缺陷,如劃痕、波紋、橘皮、蝕坑、小丘、霧及雜質(zhì)條紋等。

1.2 硅片表面狀態(tài)質(zhì)量參數(shù)

這些參數(shù)主要包括硅片表面的宏觀缺陷(如劃痕、波紋等)、表面顆粒含量、表面金屬雜質(zhì)沾污含量、表面納米形貌及表面損傷、應(yīng)力等。

這些參數(shù)反映了硅片表面的質(zhì)量和純凈度,對于半導(dǎo)體器件的性能和可靠性有著重要影響。

晶向測量解析

在半導(dǎo)體行業(yè)中,硅單晶棒或晶片的晶向測量是確保IC芯片電路性能和質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。以下晶向測量的方法。

X射線衍射法:X射線衍射法是最常被采用的測量硅單晶棒或晶片晶向的方法。

其原理是利用X射線在晶體中的衍射現(xiàn)象,通過測量衍射角來確定晶體的晶向。

布拉格定律:nλ=2dsinθ,其中n為反射次數(shù),d為相鄰的結(jié)晶平面的間距,θ為入射X射線與反射面之間的夾角(布拉格角)。

晶面間距計算:對于立方晶系,晶面間距d可以通過公式d=a/(h2+k2+l2)1/2計算,其中a為晶格常數(shù),h、k、l為米勒指數(shù)。

其他方法:除了X射線衍射法外,還可以借助可直接觀察的一些可辨別的特征(如腐蝕坑)或借助專用設(shè)備(如電子背散射衍射儀)來進行測量。

硅單晶棒或晶片的晶向測量是半導(dǎo)體行業(yè)中的一項重要技術(shù),其準確性和可靠性對于確保IC芯片電路的性能和質(zhì)量具有重要意義。

導(dǎo)電類型的測量解析

導(dǎo)電類型是半導(dǎo)體材料的一個重要電學參數(shù),它決定了半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電機制和性能。以下是對導(dǎo)電類型測量方法的詳細解析:

3.1 導(dǎo)電類型的分類

根據(jù)硅單晶制備時所摻的元素不同,硅單晶可分為N型和P型兩大類:

N型硅單晶:多數(shù)載流子是電子,依靠電子導(dǎo)電,又稱電子半導(dǎo)體。摻雜物為VA族元素磷、砷、銻等。

P型硅單晶:多數(shù)載流子是空穴,依靠空穴導(dǎo)電,又稱空穴半導(dǎo)體。摻雜物為ⅢA族元素硼等。

3.2 導(dǎo)電類型的測量方法

測量半導(dǎo)體材料導(dǎo)電類型的方法有多種,常采用的有整流效應(yīng)法和溫差電動勢法。具體測試方法包括:

點接觸整流法:

原理:通過兩個探針與半導(dǎo)體材料接觸,一個為歐姆接觸,一個為整流接觸,利用整流接觸的單向?qū)щ娦耘袛鄬?dǎo)電類型。

操作:將半導(dǎo)體材料和直流微安表與交流電源連接成串聯(lián)電路,一個探針保證歐姆接觸,另一個探針為整流接觸。根據(jù)電流方向判斷導(dǎo)電類型。

冷熱探針法:

原理:利用兩根不同溫度的金屬探針與半導(dǎo)體材料接觸,根據(jù)溫差電動勢的方向判定導(dǎo)電類型。

操作:將冷熱兩根探針與半導(dǎo)體材料接觸,根據(jù)檢流計指針方向判斷導(dǎo)電類型。熱探針相對于冷探針的電性可指示半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型。

實際操作注意事項

在使用冷熱探針法時,探針的溫度應(yīng)保持在一定范圍內(nèi)(如40~80℃),對探針施加的壓強要適中。熱探針常用不銹鋼或鎳制成,探針的尖端一般呈圓錐體形狀,以確保良好的接觸和測溫準確性。在進行整流效應(yīng)法測量時,需要確保一個探針觸點為歐姆接觸,另一個為整流接觸,以準確判斷導(dǎo)電類型。

綜上,導(dǎo)電類型的測量是半導(dǎo)體材料性能測試中的重要環(huán)節(jié)。選擇合適的測試方法和遵循相應(yīng)的測試標準,可以確保測量結(jié)果的準確性和可靠性。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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原文標題:硅片測試

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