GB/T 14863-1993用柵控和非柵控二極管的電壓-電容關(guān)系測(cè)定硅外延層中凈載流子濃度的標(biāo)準(zhǔn)方法

標(biāo)準(zhǔn)解讀

GB/T 14863-1993 是一項(xiàng)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其全稱為《用柵控和非柵控二極管的電壓-電容關(guān)系測(cè)定硅外延層中凈載流子濃度的標(biāo)準(zhǔn)方法》。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一種通過(guò)分析二極管（特別是那些具有或不具有柵控結(jié)構(gòu)的）在不同電壓下的電容行為，來(lái)精確測(cè)量硅外延層材料中凈載流子濃度的統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化方法。

標(biāo)準(zhǔn)適用范圍

該標(biāo)準(zhǔn)適用于使用電壓-電容（C-V）特性曲線對(duì)硅基外延層中的凈載流子濃度進(jìn)行量化評(píng)估。這里的外延層是指通過(guò)化學(xué)氣相沉積等工藝生長(zhǎng)在硅晶片上的超薄硅層，常用于集成電路制造中的高性能器件。標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)覆蓋了柵控二極管與非柵控二極管兩種類型，以適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景和需求。

測(cè)量原理

1. 柵控二極管：在這些器件中，通過(guò)外部施加的柵電壓可以調(diào)控半導(dǎo)體表面的電荷分布，進(jìn)而影響二極管的電容行為。測(cè)量其C-V特性，可以揭示出外延層中的電荷分布信息，包括凈載流子濃度。

2. 非柵控二極管：沒(méi)有外部柵極控制，直接測(cè)量其本征的C-V特性，也能提供有關(guān)載流子濃度的信息，盡管解析過(guò)程可能相對(duì)直接一些。

測(cè)量方法

標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)說(shuō)明了測(cè)量前的樣品準(zhǔn)備、測(cè)試環(huán)境條件、儀器校準(zhǔn)、電壓掃描范圍和步驟、以及數(shù)據(jù)采集與處理的具體要求。它強(qiáng)調(diào)了需要控制和記錄的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，如溫度、頻率、偏壓等，以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

數(shù)據(jù)分析

根據(jù)測(cè)得的電壓-電容曲線，利用相應(yīng)的物理模型（如Shockley-Ramo theorem或其他適用于硅半導(dǎo)體的理論）來(lái)計(jì)算凈載流子濃度。這一步驟通常涉及對(duì)C-V曲線的擬合，以提取出與載流子濃度相關(guān)的參數(shù)，如平帶電壓（或稱閾值電壓）、摻雜濃度等。

標(biāo)準(zhǔn)意義

此標(biāo)準(zhǔn)的制定旨在為半導(dǎo)體行業(yè)提供一個(gè)統(tǒng)一的、可靠的方法論，以提高不同實(shí)驗(yàn)室間測(cè)試結(jié)果的一致性和可比性，對(duì)半導(dǎo)體材料研究、器件設(shè)計(jì)、以及質(zhì)量控制等方面具有重要指導(dǎo)意義。

注意事項(xiàng)

雖然未直接要求總結(jié)，但理解該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)需留意，實(shí)施測(cè)量時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)操作流程，確保所有測(cè)試條件符合規(guī)定，以便得到準(zhǔn)確可信的測(cè)量結(jié)果。此外，對(duì)于特定應(yīng)用或新型材料，可能還需結(jié)合實(shí)際情況對(duì)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整或驗(yàn)證。

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