浙江大学半导体测试技术第一章
电子电路实验(浙江大学)智慧树知到课后章节答案2023年下浙江大学
电子电路实验（浙江大学）智慧树知到课后章节答案2023年下浙江大学浙江大学第一章测试1.可以用万用表交流档测量音频信号的大小。
（）A:对 B:错答案:错2.用万用表测量电流时需要把万用表串接入被测电路中。
（）A:对 B:错答案:对3.为了得到正负12V电压给运算放大器供电，需要把电源设置于串联工作方式。
（）A:对 B:错答案:对4.为了得到正负12V电压给运算放大器供电，需要把电源设置于并联工作方式。
（）A:对 B:错答案:错5.用示波器观测交流信号，被测信号接入通道1（CH1），为使信号能稳定地显示在屏幕上，触发信源应选择（）。
A:CH2 B:LINE C:CH1 D:EXT答案:CH16.用示波器测量一含有较大直流成分的交流小信号时，为使交流信号在屏幕上尽量占据大的幅面以便精确测量，输入信号的耦合方式应选择（）A:DC耦合 B:接地 C:其余选项都可以 D:AC耦合答案:AC耦合7.用示波器测量信号的直流成分时，输入信号的耦合方式应选择（）A:接地 B:AC耦合 C:DC耦合 D:其余选项都可以答案:DC耦合8.在用示波器观测含有噪声干扰的信号时，为使信号波形能稳定地显示在示波器上，观测含有高频干扰的低频信号时触发信号的耦合方式选用HFR(高频抑制) 耦合方式，观测含有低频干扰的高频信号时触发信号的耦合方式选用LFR(低频抑制) 耦合方式。
观测普通无噪声的信号时选用AC耦合。
（）A:对 B:错答案:对第二章测试1.如果设定不同的电压与电流参考方向，基尔霍夫定律仍然成立。
（）A:对 B:错答案:对2.如果电路中含有非线性器件，基尔霍夫定律仍然成立。
（）A:对 B:错答案:对3.在叠加定律验证实验中，将不起作用的电压源直接短接。
（）A:对 B:错答案:错4.在叠加定律验证实验中，将不起作用的电压源直接关闭。
（）A:对 B:错答案:错5.电阻消耗的功率也具有叠加性。
（）A:错 B:对答案:错第三章测试1.OrCAD套件不能绘制PCB版图。
半导体材料与器件测试技术实验指导书
《半导体材料与器件测试技术》课程实验指导书光电工程学院2012年8月实验一 半导体电阻率和方阻测量的研究一 、实验意义电阻率是半导体材料的重要电学参数之一, 可以反映出半导体内浅能级替位杂质浓度，薄层电阻是表征半导体掺杂浓度的一个重要工艺参数。
测量电阻率与薄层电阻的方法很多，如二探针法、扩展电阻法等。
而四探针法是目前广泛采用的标准方法，它具有操作方便，精度较高，对样品的几何形状无严格要求等特点。
二、实验目的1、了解四探针电阻率测试仪的基本原理；2、了解的四探针电阻率测试仪组成、原理和使用方法；3、能对给定的物质进行实验，并对实验结果进行分析、处理。
三、实验原理测 量 原理：将四根排成一条直线的探针以一定的压力垂直地压在被测样品表面上，在 1、4 探针间通以电流 I(mA)，2、3 探针间就产生一定的电压 V(mV)(如图1)。
测量此电压并根据测量方式和样品的尺寸不同，可分别按以下公式计算样品的电阻率、方块电阻、电阻： `①. 薄圆片(厚度≤4mm)电阻率：⨯=IVρ F （D/S ）╳ F （W/S ）╳ W ╳ Fsp Ω·cm …(1) 图１.直线四探针法测试原理图↓4↑其中：D —样品直径，单位：cm 或mm ，注意与探针间距S 单位一致；S —平均探针间距，单位：cm 或mm ，注意与样品直径D 单位一致(四探针头合格证上的S 值)； W —样品厚度，单位：cm ，在F(W/S)中注意与S 单位一致； Fsp —探针间距修正系数(四探针头合格证上的F 值)；F(D/S)—样品直径修正因子。
当D →∞时，F(D/S)=4.532，有限直径下的F(D/S)由附表B 查出： F(W/S)—样品厚度修正因子。
W/S<0.4时，F(W/S)=1；W/S>0.4时，F(W/S)值由附表C 查出； I —1、4探针流过的电流值，选值可参考表5.2(第6页表5.2)； V —2、3探针间取出的电压值，单位mV ；②. 薄层方块电阻Ｒ□：Ｒ□＝⨯IVF （D/S ）╳F （W/S ）╳ Fsp Ω/□ …(2) 其中：D —样品直径，单位：cm 或mm ，注意与探针间距S 单位一致；S —平均探针间距，单位：cm 或mm ，注意与样品直径D 单位一致(四探针头合格证上的S 值)； W —样品厚度，单位：cm ，在F(W/S)中注意与S 单位一致； Fsp —探针间距修正系数(四探针头合格证上的F 值)；F(D/S)—样品直径修正因子。
(完整版)半导体器件基础测试题
第一章半导体器件基础测试题（高三）姓名班次分数一、选择题1、N型半导体是在本征半导体中加入下列物质而形成的。
A、电子；B、空穴；C、三价元素；D、五价元素。
2、在掺杂后的半导体中，其导电能力的大小的说法正确的是。
A、掺杂的工艺；B、杂质的浓度：C、温度；D、晶体的缺陷。
3、晶体三极管用于放大的条件，下列说法正确的是。
A、发射结正偏、集电结反偏；B、发射结正偏、集电结正偏；C、发射结反偏、集电结正偏；D、发射结反偏、集电结反偏；4、晶体三极管的截止条件，下列说法正确的是。
A、发射结正偏、集电结反偏；B、发射结正偏、集电结正偏；C、发射结反偏、集电结正偏；D、发射结反偏、集电结反偏；5、晶体三极管的饱和条件，下列说法正确的是。
A、发射结正偏、集电结反偏；B、发射结正偏、集电结正偏；C、发射结反偏、集电结正偏；D、发射结反偏、集电结反偏；6、理想二极管组成的电路如下图所示，其AB两端的电压是。
A、—12V；B、—6V；C、+6V；D、+12V。
7、要使普通二极管导通，下列说法正确的是。
A、运用它的反向特性；B、锗管使用在反向击穿区；C、硅管使用反向区域，而锗管使用正向区域；D、都使用正向区域。
8、对于用万用表测量二极管时，下列做法正确的是。
A、用万用表的R×100或R×1000的欧姆，黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转；B、用万用表的R×10K的欧姆，黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转；C、用万用表的R×100或R×1000的欧姆，红棒接正极，黑棒接负极，指针偏转；D、用万用表的R×10，黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转；9、电路如下图所示，则A、B两点的电压正确的是。
A、U A=3.5V，U B=3.5V，D截止；B、U A=3.5V，U B=1.0V，D截止；C、U A=1.0V，U B=3.5V，D导通；D、U A=1.0V，U B=1.0V，D截止。
浙江大学-半导体物理基础Chapter1
Direct Bandgap GaAs
Band Structure: Si & Ge
Electrons and Holes
J cb = ∑ − evi
i∈cb
Chapter 1. Fundamentals
1.1 Bonds and bands 1.2 Impurities and defects 1.3 Statistical distribution of charge carriers 1.4 Charge transport
Total 12 hours.
ψ nk (k ) = ei( k + nG ) x
Comments
• The wave vector k is not momentum p/η, since Hamiltonian does not have complete translational invariance. Rather, ηk is known as crystal momentum (quantum number characteristic of the translational symmetry of a periodic potential). • The wave vector k can be confined to the first Brillouin zone.
V(r): by first principle (ab initio), or by semi-empirical approach
Can we calculate everything?
• Yes.
– First principle band calculations – Slater, …
半导体测试与表征技术基础[详细讲解]
![半导体测试与表征技术基础[详细讲解]](https://img.taocdn.com/s3/m/29135caaf021dd36a32d7375a417866fb84ac01c.png)
半导体测试与表征技术基础第一章概述（编写人陆晓东）第一节半导体测试与表征技术概述主要包括：发展历史、现状和在半导体产业中的作用第二节半导体测试与表征技术分类及特点主要包括：按测试与表征技术的物理效应分类、按芯片生产流程分类及测试对象分类（性能、材料、制备、成分）等。
第三节半导体测试与表征技术的发展趋势主要包括：结合自动化和计算机技术的发展，重点论述在线测试、结果输出和数据处理功能的变化；简要介绍最新出现的各类新型测试技术。
第二章半导体工艺质量测试技术第一节杂质浓度分布测试技术（编写人：吕航）主要介绍探针法，具体包括：PN结结深测量；探针法测量半导体扩散层的薄层电阻（探针法测试电阻率的基本原理、四探针法的测试设备、样品制备及测试过程注意事项、四探针测试的应用和实例）；要介绍扩展电阻测试系统，具体包括：扩展电阻测试的基本原理、扩展电阻的测试原理、扩展电阻测试系统、扩展电阻测试的样品、扩展电阻法样品的磨角、扩展电阻法样品的制备、扩展电阻测试的影响因素、扩展电阻法测量过程中应注意的问题、扩展电阻法测量浅结器件结深和杂质分布时应注意的问题、扩展电阻测试的应用和实例。
第二节少数载流子寿命测试技术（编写人：钟敏）主要介绍直流光电导衰退法、高频光电导衰退法，具体包括：非平衡载流子的产生、非平衡载流子寿命、少数载流子寿命测试的基本原理和技术、少数载流子寿命的测试。
以及其它少子寿命测试方法，如表面光电压法、少子脉冲漂移法。
第三节表面电场和空间电荷区测量（编写人：吕航）主要包括：表面电场和空间电荷区的测量，金属探针法测量PN结表面电场的分布、激光探针法测试空间电荷区的宽度；容压法测量体内空间电荷区展宽。
第四节杂质补偿度的测量（编写人：钟敏）包括：霍尔效应的基本理论、范德堡测试技术、霍尔效应的测试系统、霍尔效应测试仪的结构、霍尔效应仪的灵敏度、霍尔效应的样品和测试、霍尔效应测试的样品结构、霍尔效应测试的测准条件、霍尔效应测试步骤、霍尔效应测试的应用和实例、硅的杂质补偿度测量、znO的载流子浓度、迁移率和补偿度测量、硅超浅结中载流子浓度的深度分布测量第五节氧化物、界面陷阱电荷及氧化物完整性测量（编写人：钟敏）包括：固定氧化物陷阱和可动电荷、界面陷阱电荷、氧化物完整性测试技术等。
半导体材料测试技术
目 录
X射线双晶衍射技术 光致发光分析方法 霍尔效应测量原理 电化学C-V分布测量技术 扫描电子显微镜的原理及应用
第一章 X射线双晶衍射技术
X射线是1895年11月8日由德国物理学家 伦琴（W.C.Rontgen）在研究真空管高压放电 现象时偶然发现的。由于当时对这种射线的 本质和特性尚无了解，故取名为X射线，后人 也叫伦琴射线。从1895到1897年间，他搞清 楚了X射线的产生、传播、穿透力等大部分特 性。伦琴的这一伟大发现使得他于1901年成 为世界上第一位诺贝尔奖获得者。X射线发现 近半年就被医务界用来进行骨折诊断和定位 了，随后又用于检查铸件中的缺陷等。
A
400
300
Intensity(a.U.)
200
100
0
32.9
33.0
33.1
33.2
33.3
?
A
3500 3000 2500
intensity(a.u.)
2000 1500 1000 500 0 34.90 34.95 35.00 35.05 35.10 35.15 35.20
?
XRD results
优点
对于研究材料的结晶完整性、均匀性、 层厚、组分、应变、缺陷和界面等重要信息， X射线双晶衍射方法具有独特的优势。首先它 是非破坏性的 ，其次是精度高，方法简便。 它不仅为材料生长工艺提供准确的参数，用 来指导生长工艺，同时也为器件研究和物理 研究提供了可靠的基础。这里主要介绍X射线 双晶衍射方法在光电子材料中的应用，其中 包括异质外延晶格失配、单量子阱和超晶格 结构参数的确定和测量等。
1、阴极，阴极系灯丝，阴极的功能是发射电 子。 2 、阳极，阳极又称之为靶（ target ）。是使 电子突然减速并发射X射线的地方。当高速运 动的电子与阳极相碰时，便骤然停止运动。 此时电子的能量大部分变为热能，一部分变 成X射线光能，由靶面射出。 3、窗口，窗口是 X射线射出的通道。窗口材 料要求既要有足够的强度以维持馆内的高真 空，又要对X射线的吸收较小，较好的材料是 金属铍。
半导体测试基础
第1章半导体测试基础第1节基础术语描述半导体测试得专业术语很多，这里只例举部分基础得：1.DUT需要被实施测试得半导体器件通常叫做DUT （De viceUnderTest,我们常简称“被测器件”），或者叫u UT（Unit Unde r Test） <>首先我们来瞧瞧关于器件引脚得常识,数字电路期间得引脚分为“信号”、“电源”与“地”三部分。
信号脚，包括输入、输出、三态与双向四类，输入:在外部信号与器件内部逻辑之间起缓冲作用得信号输入通道;输入管脚感应其上得电压并将它转化为内部逻辑识别得“0"与电平.输出：在芯片内部逻辑与外部环境之间起缓冲作用得信号输岀通道;输出管脚提供正确得逻辑“ o ”或“r得电压，并提供合适得驱动能力（电流）。
三态:输岀得一类，它有关闭得能力（达到高电阻值得状态）.双向：拥有输入、输出功能并能达到高阻态得管脚。
电源脚，“电源”与“地”统称为电源脚，因为它们组成供电回路，有着与信号引脚不同得电路结构。
VCC： TTL器件得供电输入引脚.VDD:CMOS器件得供电输入引脚。
VSS:为VCC或V D D提供电流回路得引脚。
GND:地,连接到测试系统得参考电位节点或VSS,为信号引脚或其她电路节点提供参考0电位；对于单一供电得器件，我们称VSS为GND・2.测试程序半导体测试程序得口得就是控制测试系统硬件以一定得方式保证被测器件达到或超越它得那些被具体定义在器件规格书里得设计指标。
测试程序通常分为儿个部分，如DC测试、功能测试、AC测试等。
DC测试验证电圧及电流参数;功能测试验证芯片内部一系列逻辑功能操作得正确性；AC 测试用以保证芯片能在特定得时间约束内完成逻辑操作。
程序控制测试系统得硬件进行测试，对每个测试项给出pa s s或fail得结果。
Pass指器件达到或者超越了其设计规格；F a il则相反，器件没有达到设计要求，不能用于最终应用。
测试程序还会将器件按照它们在测试中表现出得性能进行相应得分类，这个过程叫做“B i nning",也称为“分Biif\ 举个例子，一个微处理器，如果可以在15 0 MHz下正确执行指令，会被归为最好得一类，称之为“Bin 1〃;而它得某个兄弟，只能在100MHz下做同样得事悄，性能比不上它，但就是也不就是一无就是处应该扔掉，还有可以应用得领域，则也许会被归为“B i n 2 卖给只要求100MHz 得客户。
2-1、浙江大学半导体物理讲义
半导体物理季振国2006年11月教材、参考书教材：上课讲义主要参考书：1、韩汝琪、黄昆，“固体物理学”2、基特尔，“固体物理导论”3、刘恩科“半导体物理”４、蔡建华、周世勋“量子力学”1. 引言半导体物理是研究半导体材料的一门科学，半导体材料是物质世界的重要组成部分。
使用的材料决定了生产力发展水平。
•石器时代•青铜器时代•铁器时代•硅（电子材料）时代•光子材料时代半导体科学的重要性新技术的三大支柱新材料、新能源、信息技术•半导体科学是信息技术的基础•半导体的品种、质量、数量及加工处理水平是衡量一个国家科技水平的一个重要指标。
•应用范围航空航天、国防、信息、工业、农业、医学及其它许多领域。
太阳能发电站-半导体材料核电站－能源材料航天飞机－所有固体材料磁悬浮列车－磁性材料固体物理学研究的内容固体材料的晶体结构固体材料中原子的结合方式固体材料的性能或功能固体材料性能与结构与成分的关系固体材料性能的计算与模拟固体材料的应用时代对固体材料的要求•结构与功能相结合•智能化•环境友好•可再生•节约能源•长寿命•强适应性智能材料(S行为材料)•Selectivity•Self-tuning,•Shapebility,•Self-recovery•Simplicity•Self-repair•Stability•Stand-by phenomena•Survivability•Switchability材料研究发展的重要方向•纳米材料•复合材料•高温超导材料•生物医学材料•光电功能材料•智能材料•计算机技术在材料研究中的应用2. 量子力学初步•黑体辐射•光电效应•波粒二像性•波尔原子论•薛定格方程•势垒及势垒穿透•泡里定则•测不准原理量子力学的重要性光电器件的尺寸不短缩小：特征线宽～0.1μm-0.01μm。
绝缘层厚度～1-10nm。
量子电子学。
各种低维结构的出现：纳米粒子；纳米线；纳米管；原子簇、富勒烯。
λm黑体：黑体是能吸收射到其上的全部辐射的物体，或称为绝对黑体。
固体物理与半导体物理智慧树知到课后章节答案2023年下浙江大学
固体物理与半导体物理智慧树知到课后章节答案2023年下浙江大学浙江大学第一章测试1.半导体电阻率的范围通常为（）Ω·cmA:B:＞10C:D:＞＞10答案:2.半导体的特性包括（）A:导通特性B:温度敏感性C:光敏感性D:杂质敏感性答案:温度敏感性;光敏感性;杂质敏感性3.随着温度升高，半导体的电阻率一定升高（）答案:错4.半导体材料的电阻率，跨越了非常大的范围，使得我们能够通过各种效应来对它们进行调制，比如，我们可以通过掺杂改变半导体的电阻率（）A:对 B:错答案:对5.摩尔定律，是指单位面积的集成电路上晶体管数目，或者说集成电路的集成度，每18个月要增加一倍。
（）A:错 B:对答案:对第二章测试1.半导体材料最常见的晶体结构不包括（）A:纤锌矿型结构B:闪锌矿型结构C:金刚石型结构D:密堆积结构答案:密堆积结构2.描述晶体结构的最小体积重复单元的是（）A:原胞B:晶胞D:基矢答案:原胞3.正四面体的对称操作有（）个A:24B:32C:16D:8答案:244.晶体结构的基本特点不包括（）A:周期性B:重复性C:各向异性D:单一性答案:各向异性;单一性5.各向异性不是晶体的基本特性之一。
（）A:对 B:错答案:错第三章测试1.每个布里渊区的体积均相等，都等于倒格子（）的体积。
A:单胞B:原胞C:晶胞D:晶体答案:原胞2.周期性边界条件决定了电子的波矢K在第（）布里渊区内可取值数量与晶体的初基元胞数N相等。
A:三B:二C:四D:一答案:一3.布里渊区的特点不包括 ( )A:各个布里渊区的形状都不相同B:各布里渊区经过适当的平移，都可移到第一布里渊区且与之重合C:每个布里渊区的体积都不相等D:晶体结构的布喇菲格子虽然相同，但其布里渊区形状却不会相同答案:每个布里渊区的体积都不相等;晶体结构的布喇菲格子虽然相同，但其布里渊区形状却不会相同4.对于一定的布喇菲晶格，基矢的选择是不唯一的，但是对应的倒格子空间是唯一的。
半导体测试技术第一章 第2节 电阻率测量(to student)
（3）评估外延层质量
测量外延片纵向电阻率的变化，并可以测量外延层厚度(外延层的 电阻率与衬底不同，在某一深度电阻率会发生突变）、过渡区及夹层宽， 由此判断外延片的质量，评估外延工艺。
（4）其他
例如根据样品在热处理前后电阻率的变化情况，分析样品中氧含量 的微区分布。
扩展电阻剖面分布
利用扩展电阻剖面分布(Spreading resistance profile,简称SRP,可广泛地应用在外延片和IC 图形片测 试中，特别是对于制作集成度高的超大规模电路。因为宏 观上电阻率（用直流四探针法测量）均匀的材料，其微观 电阻率由于掺杂浓度分布不均往往存在很大的不均匀性。
式，并查表给出修正因子。
4、上述样品如果采用范德堡法测量，请画出测量示意图，并写出需应该如何取点？ 6、什么是扩展电阻？它与半导体材料的电阻率有什么关系？
7、怎样利用扩展电阻法检测硅外延层的掺杂浓度分布？画出测量示意图，并简述测量
第二节 电阻率的测量
一、电阻率测量的意义
电阻率是半导体材料的重要电学参数之一，它 反映了补偿后的杂质浓度。
对于n型材料，室温下电阻率可表示为
1 ( N D N A )n q
式中，N D为施主杂质浓度；N A为受主杂质浓度； n为电子迁移率；q是电子电荷量。
电阻率与半导体器件有密切关系。很多半导体 器件的电学特性直接与半导体的电阻率有关。
扩展电阻剖面分布法示意图
过渡区
外延层
外延层厚度
衬底
图6.4 两种外延片电阻率分布 图6.5 基区和发射区的扩散分布
本节知识要点
1、电阻率的探针测试
２、体电阻
3、半无穷大样品 4、单晶材料 5、厚度修正 6、小信号测量
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Optical Densitometry 利用敏感的显微光密度计测试注入前后光透过率
对照校准表绘制等高图MAPPING 无需退火，测试在注入后几分钟内可完成
§4 RESISTIVITY PROFILING
四探针法测量的方块电阻无法表征掺杂浓度的厚度分布 测量RESISTIVITY PROFILING或者进一步dopant density profiles技术有：
温度梯度主要由于测量电流引起
测量环境的温度起伏
（1.29）
（6）表面处理
表面电荷层－ 钝化处理 高电阻率样品利用四探针法测量较困难
例如：薄半导体层 四探针可测量高达1010–1011 ohms/square的方块电阻,采用测量电流 10－12安培 探针可能穿破薄注入层－利用汞电极替代金属探针
测向尺寸
探针距离样品边沿位置
F1:样品厚度因子
大部分的半导体wafer测试都必须进行厚度修正。 厚度修正因子的推导可参考下面文献 样品厚度小于探针间距的条件下可给出F1表达式：
For non-conducting bottom wafer:
t：厚度 For conducting bottom wafer:
类似于Modulated Photoreflectance，两束激光 1束聚焦激光（λ ＝830nm)注入额外载流子 另一束探测激光（λ＝980nm)测量光学反射率－推导出载流子分布 可用于监控离子注入
§3.4 Optical Densitometry
测量非半导体薄膜的离子注入 透明衬底（如玻璃）覆盖高分子膜并掺有染料 离子注入时，染料分子分解，导致颜色变黯，
四探针法对半导体的测试
电场强度可表示为：
P点电压：距离探针r
对于b图， P点电压相当于两者叠加
对于c图， 探针2电压相当于
探针3电压相当于
探针2，3之间电压相当于
因此可得电阻率：
常用单位 ρ ：ohm· cm 常用电压：10mV
V: volts I：amperes
s: cm
通常应用的4探针法探针距离相等。s= s1=s2=s3， 上式可简化为：
Differential Hall Effect (DHE)
Spreading Resistance Profiling (SRP) capacitance-voltage secondary ion mass spectrometry.
图2：两探针法在半导体测试 上的应用示意。
1. F. Wenner, “A Method of Measuring Earth Resistivity,” Bulletin of the Bureau of Standards 12,469–478, 1915. 2. L.B. Valdes, “Resistivity Measurements on Germanium for Transistors,” Proc. IRE 42, 420–427,Feb. 1954. 3. H.H. Wieder, “Four Terminal Nondestructive Electrical and Galvanomagnetic Measurements,”in Nondestructive Evaluation of Semiconductor Materials and Devices (J.N. Zemel, ed.), Plenum Press, New York, 1979, 67–104.
三种不同掺杂形式的样品方块电阻有什么异同？
F2:样品尺寸因子
• 对于直径为D的样品
如果S=0.1588CM, D>=6.5CM
对于不同的探针摆放位置，方式，修正因子也不相同
精确四探针测量的一种方案：dual configration
• 第一次测量： 1进4出，2，3测V • 第二次测量： 1进3出，2，4测V • 方块电阻表示为：
§3.1 双注入方案（Double Implant）
（1）传统的一次离子低剂量注入测量－需要注意
探针与表面良好的电接触 低的载流子浓度和电导率 表面漏电流 测量工艺：氧化表面－注入－退火－去除氧化层－钝化表面
（2）改进的Double Implant
过程如下：
p-type (n-type) 杂质注入 n-type (p-type) 衬底，剂量：Ф 1，能量 E1 样品退火激活注入杂质的电活性 测量得到方块电阻Rsh1 低剂量杂质注入。剂量：Ф2，能量 E2，均小于第一次
测量表面的热传导均匀性－结晶和损伤
脉冲泵浦激光照射表面引起热波 热波传播速度与表面状况有关 表面温度差异引起热膨胀不一样 第二束探测激光探测表面反射率变化 激光束斑约1μm,可以做非均匀表面的MAPPING
用于测量离子注入剂量需要校准。
激光照射引起离子注入损伤驰豫
§3.3 Carrier Illumination (CI）
• 考虑接触带来的修正因子C，（1.27）可以写为：
（1.28）
d/l
§2.3 测量设置标准 • ASTM F8418 and F7631
• 现代测试仪器带有各种修正因子以适应不 同测试条件
§2.3 测量错误及防范
（1）样品形状
探针位置，样品厚度，样品尺寸 厚度是最主要的修正因素 如果样品厚度小于探针间距，电阻率随厚度变化 方块电阻测量不需要知道厚度
四探针测量半导体铸锭
§2.2 任意形状样品电阻率
• 不规则样品的测量方法由Van Der Pauw发展而来 • 不需要知道电流的分布，精确测量电阻率需要满足以下条件
1. 2. 3. 3.
测量接触在样品边沿 接触足够小 样品等厚 样品全连接的（无孔洞。。。）
如下图，定义：
其中F满足：
对于如右图的对称性样品：
注意： 上述推导均基于样品半无限大假设，对实际测试WAFER，需要考虑修正 对于任意形状的样品 ρ可以表示为：
ρ =2πsF· V/I
F称为修正因子（ correction factors)
(1.11)
它修正探针离样品边沿距离，样品厚度，直径，探针位置，测试温 度。。。，可以表示为多个因素修正因子的乘积 但是，有时各修正因素之间会互相影响。
device under test (DUT).
电压测试单独利用另外两个接触探针。由于电压计 高电阻(around 1012 ohms or higher)，分路电流极 小， RW和 RC 对电压测试的影响可忽略。
as Kelvin measurements, after Lord Kelvin.
第一章
电 阻 率 (RESISTIVITY)
§1. 简介
电阻率 ρ 对于从原材料到器件的每一步来说都非常重要 对于硅晶体生长： 硅晶体生长过程中（单晶、多晶），分凝，生长条件的变 化。。。 外延硅片的外延层电阻率非常均匀。 对于器件： The device series resistance, capacitance, threshold voltage, hot carrier degradation of MOS devices, and other parameters. Diffusion and ion implantation等工艺都将影响硅片的局部 电阻率。
（6）表面处理
表面电荷层－ 钝化处理 高电阻率样品或低温样品利用四探针法测量较困难
§3. Wafer mapping • • • • 最初用于表征离子注入的均匀性 强大的过程监控手段 手工的wafer mapping 始于1970s 用于表征离子注入的一些参数（如方块电阻）在一个样品表 面多点测量，然后表现为等高线图。 • 可用来反应注入均匀性，外延层反应均匀性，扩散层图 像。。。 • 常用的方块电阻MAPPING 技术有： 四探针；调制光反射（modulated photoreflectance）；光密 度仪（optical densitometry）
典型探针半径 30－500μm; 间距0.5-1.5mm; 随样品厚度和尺寸变化
If: s=0.1588cm, 2πs=1,
then ρ=V/I
A. 小的探针间距可容忍探针接近WAFERB边沿－WAFER mapping B. 不同的测试材料适用不同的探针 C. 微区四探针间距可小到1.5 μm,应用于高分子膜，半导体缺陷测试等。。。
• 电阻率依赖于自由电子浓度n和空穴浓度 p,电子和空穴的 迁移率（μn，μp）。如下式，
如何测量这些参数。。。？？？
不同的测试技术： Contactless- temporary contact - permanent contact techniques.
§2. 两探针和四探针法
• Two-point probe： (图1a) 易于实现和操作，结果准确性较差。 • four-point probe： (图1b) 绝对测量手段，精确，无需校准。可作为其他方法的测试标准。
（3）探针间距
探针位置的扰动引起测量误差
测量离子注入（sheet resistance uniformities better than 1%） 引入修正因子 FS ≈ 1 + 1.082(1 − s2/s电阻减小：少子/多子注入
推荐的测量电流
（5）温度 温度的一致性在测量过程中非常重要－温度差引入热电势
例如：样品厚度超过探针间距，由于厚度与边沿效应的相互作用，独立 的修正因子不再适用。但一般情况下样品厚度总是小于探针间距的。
§2.1 修正因子F
修正因子可以通过多种方法求得：格林函数，泊松方程，复变函数理论等等。。。
对于线性排列的探针，并且具有相等的探针距离，F可以写成三个独立因 子的乘积：
样品厚度
200 mm diameter Si wafers. Four-point probe contour maps; (a) boron, 1015 cm−2, 40 keV, Rsh(average) = 98.5 ohms/square; (b) arsenic, 1015 cm−2, 80 keV, Rsh(average) = 98.7 ohms/square; 1% intervals.