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技術(shù)文章

半導(dǎo)體電學(xué)測(cè)量
半導(dǎo)體電學(xué)測(cè)量
為了滿足各種半導(dǎo)體器件的需要，必需對(duì)材料的電學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，這些參數(shù)一般為電阻率、載流子濃度、導(dǎo)電類型、遷移率、壽命及載流子濃度分布等。測(cè)量方法有四探針、三探針、擴(kuò)展電阻、C-V法及Hall測(cè)量等。

     對(duì)于半導(dǎo)體材料的電阻率，一般采用四探針、三探針和擴(kuò)展電阻。

     四探針?lè)ㄊ墙?jīng)常采用的一種，原理簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)便。測(cè)量范圍為10-3-104 防 米，能分辨毫米級(jí)材料的均勻性，適用于測(cè)量半導(dǎo)體材料、異型層、外延材料及擴(kuò)散層、離子注入層的電阻率，并能夠提供一個(gè)迅速的、不破壞的、較準(zhǔn)確的測(cè)量。

   采用四探針?lè)y(cè)量相同導(dǎo)電類型、低阻襯底的外延層材料的電阻率時(shí)，由于流經(jīng)材料的電流會(huì)在低阻襯底中短路，因此得到的是襯底與外延層電阻率并聯(lián)的綜合結(jié)果。這時(shí)，需要采用三探針?lè)āU(kuò)展電阻法等。

    三探針?lè)ㄊ抢媒饘偬结樑c半導(dǎo)體材料接觸處的反向電流-電壓特性、測(cè)定擊穿時(shí)的電壓來(lái)獲得材料電阻率的知識(shí)的。

   C-V法利用PN結(jié)或肖特基勢(shì)壘在反向偏壓時(shí)的電容特性，可以獲得材料中雜質(zhì)濃度及其分布的信息，這類測(cè)量稱為C-V測(cè)量技術(shù)。這種測(cè)量可以提供材料截面均勻性及縱向雜質(zhì)濃度分布的信息，因此比四探針、三探針等具有更大的優(yōu)點(diǎn)。雖然擴(kuò)展電阻也能測(cè)量縱向分布，但它需將樣品進(jìn)行磨角。但是C-V法既可以測(cè)量同型低阻襯底上外延材料的分布，也可測(cè)量高阻襯底用異型層的外延材料的分布。

    Hall測(cè)量在半導(dǎo)體材料測(cè)量中，霍爾效應(yīng)有著廣泛的應(yīng)用。用它來(lái)研究半導(dǎo)體材料導(dǎo)電過(guò)程或輸運(yùn)現(xiàn)象?？商峁┎牧系膶?dǎo)電類型、載流子濃度、雜質(zhì)電離能（包括深、淺能級(jí)雜質(zhì)）、禁帶寬度、遷移率及雜質(zhì)補(bǔ)償度等信息。