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半导体电学测量

    为了满足各种半导体器件的需要,必需对材料的电学参数进行测量,这些参数一般为电 阻率、载流子浓度、导电类型、迁移率、寿命及载流子浓度分布等。测量方法有四探针 、三探针、扩展电阻、C-V法及Hall测量等。

     对于半导体材料的电阻率,一般采用四探针、三探针和扩展电阻。

     四探针法是经常采用的一种,原理简单,数据处理简便。测量范围为10-3-104 防 米, 能分辨毫米级材料的均匀性,适用于测量半导体材料、异型层、外延材料及扩散层、离 子注入层的电阻率,并能够提供一个迅速的、不破坏的、较准确的测量。

    采用四探针法测量相同导电类型、低阻衬底的外延层材料的电阻率时,由于流经材料的 电流会在低阻衬底中短路,因此得到的是衬底与外延层电阻率并联的综合结果。这时, 需要采用三探针法、扩展电阻法等。

    三探针法是利用金属探针与半导体材料接触处的反向电流-电压特性、测定击穿时的电压 来获得材料电阻率的知识的。

    C-V法利用PN结或肖特基势垒在反向偏压时的电容特性,可以获得材料中杂质浓度及其分布的 信息,这类测量称为C-V测量技术。这种测量可以提供材料截面均匀性及纵向杂质浓度分 布的信息,因此比四探针、三探针等具有更大的优点。虽然扩展电阻也能测量纵向分布 ,但它需将样品进行磨角。但是C-V法既可以测量同型低阻衬底上外延材料的分布,也可测量高阻衬底用异型层的外延材料的分布。

    Hall测量在半导体材料测量中,霍尔效应有着广泛的应用。用它来研究半导体材料导电过程或输 运现象。可提供材料的导电类型、载流子浓度、杂质电离能(包括深、浅能级杂质)、 禁带宽度、迁移率及杂质补偿度等信息。

 
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