GB/T 14146-1993硅外延層載流子濃度測定汞探針電容-電壓法

標(biāo)準(zhǔn)解讀

《GB/T 14146-1993 硅外延層載流子濃度測定 汞探針電容-電壓法》是一項(xiàng)中國國家標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)布于1993年，旨在規(guī)定使用汞探針電容-電壓方法來測定硅外延層中載流子（電子和空穴）的濃度。此標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)介紹了測試原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求、測試步驟、數(shù)據(jù)處理以及結(jié)果判定等內(nèi)容，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。下面是該標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的概述：

測試原理

該方法基于金屬-絕緣體-半導(dǎo)體（MIS）結(jié)構(gòu)中的電容-電壓特性。當(dāng)將一滴含有微量汞的溶液放置在硅外延層表面形成汞觸點(diǎn)時(shí)，會(huì)形成一個(gè)臨時(shí)的MIS結(jié)構(gòu)。通過施加不同電壓并測量相應(yīng)的電容變化，結(jié)合Silvius方程或其它理論模型，可以計(jì)算出硅外延層的載流子濃度。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求

• 汞探針系統(tǒng)：用于精確控制汞滴的位置和形態(tài)。
• 高精度電容-電壓測試儀：用于測量不同偏壓下的電容值。
• 樣品制備設(shè)備：包括清洗、烘干等工具，確保樣品表面無污染。
• 分析軟件：用于數(shù)據(jù)采集和處理，幫助計(jì)算載流子濃度。

測試步驟

1. 樣品準(zhǔn)備：確保硅外延層表面干凈無雜質(zhì)。
2. 汞滴形成：在樣品表面精確放置一滴汞，形成良好的接觸。
3. 電容-電壓測量：在一定溫度和頻率條件下，對(duì)樣品施加一系列電壓，記錄對(duì)應(yīng)的電容值。
4. 數(shù)據(jù)分析：利用測量得到的電容-電壓曲線，通過特定的物理模型計(jì)算出載流子濃度。

數(shù)據(jù)處理與結(jié)果判定

• 根據(jù)測量數(shù)據(jù)，利用相關(guān)的理論模型進(jìn)行擬合，解算出硅外延層的凈電荷密度、表面態(tài)密度以及載流子濃度。
• 需要考慮溫度效應(yīng)、汞滴形狀及接觸面積等因素對(duì)測量結(jié)果的影響，并進(jìn)行必要的校正。
• 最終結(jié)果需滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的精度要求，確保測量的可靠性和有效性。

該標(biāo)準(zhǔn)為硅基半導(dǎo)體材料的研究與生產(chǎn)提供了統(tǒng)一的測試方法，對(duì)于控制半導(dǎo)體器件性能、優(yōu)化生產(chǎn)工藝具有重要意義。

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