實(shí)驗2四探針法測量半導(dǎo)體電阻率和薄層電阻-文庫吧資料
2024-12-29 13:57本頁面
【正文】 的要求是： 導(dǎo)電性能好， 質(zhì)硬耐磨。 實(shí)際工作中，我們直接測量擴(kuò)散層的薄層電阻，又稱方塊電阻，其定義就是 表面為正方形的半導(dǎo)體薄層，在電流方向所呈現(xiàn)的電阻，見下圖。同樣需要注意的是當(dāng)片狀樣品不滿足極薄樣品的條件 時，仍需按上式計算電阻率 P。 任一等位面的半徑設(shè)為ｒ，類似于上面對半無窮大樣品的推導(dǎo)，很容易得 出當(dāng) r12=r23=r34=S時，極薄樣品的電阻率為： 上式說明，對于極薄樣品，在等間距探針情況下、探針間距和測量結(jié)果無關(guān)， 電阻率和被測樣品的厚度 d成正比。 如果被測樣品不是半無窮大，而是厚度，橫向尺寸一定，進(jìn)一步的分析表 明，在四探針法中只要對公式引入適當(dāng)?shù)男拚禂?shù) BO即可，此時： 實(shí)驗原理 直線型四探針 School of Microelectronics Xidian University 樣品為片狀單晶，四探針針尖所連成的直線與樣品一個邊界平行，距離為 L， 除樣品厚度及該邊界外，其余周界均為無窮遠(yuǎn)，樣品周圍為絕緣介質(zhì)包圍。 我們只需測出流過 4 探針的電流 I以及 3 探針間的電位差 V23，代入四根探針的間距， 就可以求 出該樣品的電阻率 ρ。在以ｒ為半徑的半球面上，電流密度ｊ的 分布是均勻的： 若 E為ｒ處的電場強(qiáng)度， 則： School of Microelectronics Xidian University 實(shí)驗原理 由電場強(qiáng)度和電位梯度以及球面對稱關(guān)系， 則 ?。驗闊o窮遠(yuǎn)處的電位為零， 則 drdE ???drrIE drd 22??? ????? ? ?? ??????)(0 22r r r rdrE drd? ???School of Microelectronics Xidian University 實(shí)驗原理 上式就是半無窮大均勻樣品上離開點(diǎn)電流源距離為ｒ的點(diǎn)的電位與探針流過的電 流和樣品電阻率的關(guān)系式，它代表了一個點(diǎn)電流源對距離ｒ處的點(diǎn)的電勢的貢獻(xiàn)。 因此，薄層電阻是工藝中最常需要檢測的工藝參數(shù)之一。 ☆測量電阻率的方法很多，如三探針法、電容 電壓法、擴(kuò)展電阻法等 ☆四探針法則是一種廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)方法，在半導(dǎo)體工藝中最為常用，其主 要優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備簡單，操作
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