GB/T 14141-1993硅外延層、擴(kuò)散層和離子注入層薄層電阻的測定直排四探針法

標(biāo)準(zhǔn)解讀

GB/T 14141-1993 是一項(xiàng)中國國家標(biāo)準(zhǔn)，全稱為《硅外延層、擴(kuò)散層和離子注入層薄層電阻的測定 直排四探針法》。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了使用直排四探針技術(shù)來測量硅半導(dǎo)體材料中外延層、擴(kuò)散層及離子注入層的薄層電阻的方法、設(shè)備要求、測試步驟以及數(shù)據(jù)處理方法。以下是其主要內(nèi)容的闡述：

標(biāo)準(zhǔn)適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)適用于測量硅半導(dǎo)體晶片上的外延層、擴(kuò)散層和離子注入層的電阻率（薄層電阻），這些層通常用于集成電路、功率器件等電子元件的制造過程中。測量的薄層厚度范圍一般在幾百納米至幾微米之間。

測試原理

直排四探針法基于四探針技術(shù)，其中四個(gè)探針以直線排列接觸樣品表面。通過施加恒定電流于外側(cè)的兩個(gè)探針，并測量內(nèi)側(cè)兩個(gè)探針之間的電壓降，可以依據(jù)歐姆定律計(jì)算出薄層電阻。這種方法能夠較為準(zhǔn)確地測量薄層電阻，同時(shí)減少因接觸電阻和樣品厚度不均勻性帶來的誤差。

設(shè)備要求

• 四探針測試儀：應(yīng)具備穩(wěn)定且可調(diào)的直流電源，用于提供測試電流。
• 探針：探針材質(zhì)、直徑、排列間距需符合標(biāo)準(zhǔn)要求，確保測量精度。
• 樣品準(zhǔn)備：樣品表面需清潔、平整，無明顯損傷或污染，以保證測試結(jié)果的可靠性。

測試步驟

1. 樣品準(zhǔn)備：確保樣品符合測試前的處理要求，如去污、退火等。
2. 探針布置：按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的間距和對稱性放置探針于樣品表面。
3. 電流與電壓測量：應(yīng)用恒定電流于外側(cè)探針，測量內(nèi)側(cè)探針間的電壓。
4. 數(shù)據(jù)記錄：記錄不同電流下的電壓值，進(jìn)行多次測量以提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。
5. 計(jì)算薄層電阻：利用測量得到的數(shù)據(jù)，根據(jù)四探針法的理論公式計(jì)算薄層電阻。

數(shù)據(jù)處理

• 應(yīng)考慮探針針尖半徑、接觸電阻等因素的影響，必要時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的校正。
• 通過多點(diǎn)測量取平均值，以減小隨機(jī)誤差。
• 分析測試結(jié)果的一致性和重復(fù)性，確保數(shù)據(jù)的有效性。

標(biāo)準(zhǔn)的重要性

此標(biāo)準(zhǔn)為硅基半導(dǎo)體材料的薄層電阻測量提供了統(tǒng)一的方法和要求，對于保證半導(dǎo)體器件的性能評估、質(zhì)量控制具有重要意義。它有助于半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)流程，提升產(chǎn)品的一致性和可靠性。

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