Способ определения статистических параметров удельного сопротивления полупроводникового материала

 

Союз Советскик

Социапистическик

Реснублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iI)896581 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 12.08,77 (21)2517171/18 21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07.01.82. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 10.01.82 (51)М. Кл.

G 01 тт 27/08 (аеударстаеииый коиитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621 . .3 17.33 I

> н (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Шмидт и Н. А. Соболев

Ордена Ленина физико-технический инст им A. ф. Иоффе (7l ) Заявитель (54) СП(СОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАТИСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО

МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к метрологии и стандартизации и может быть использовано в металлургической, электротехнической и электронной промышленности при определении статистических параметров

5 удельного сопротивления полупроводниковых материалов и структур.

Известен четырехзондовый способ определения удельного сопротивления полупроводникового материала с размешени10 ем зондов-иголок на плоской шлифованной поверхности полупроводника по вершинам квадрата так, что зонды перпен- ° дикулярны поверхности, а перпендикулярная поверхности ось симметрии зондов проходит через выбранную точку поверхности. В способе пропускают через зонды, расположенные на одной стороне квадрата, электрический ток заданной величины и измеряют падение напряжения . между зондами, расположенными на противоположной стороне квадрата; по измеpeHHbIM значениям тока и геометрических размеров полупроводника вычисляют усредненную по объему, вытянутому вдоль поверхности полупроводника в направле- нии перпендикулярном линии потенциальных зондов, реализацию удельного сопротивления материала в окрестности выбранной точки (1).

Однако вытянутость области усреднения обусловливает зависимость возмож- ° ного значения (реализации) удельного сопротивления в окрестности выбранной точки or ориентации зондовой системы.

Иными словами, удельное сопротивление неоднородного материала в окрестности выбранной точки при усреднении по вытянутому объему представляет собой случайную величину, а определяемое указанным способом возможное значение в метрологическом смысле недостоверно ввиду отсутствия сведений о дисперсии.

Наиболее близок к предлагаемому четырехзондовый способ измерения удельного сопротивления полупроводникового материала с размешением зондов на поверхности по прямой, заключакнцийся в том, что па плоскую ихи ова(тную поверх:ность неодноГ)одного полупроводнике устанавливают систему из четырех т оч::((ых зондов, представля)ощих собой меTB)LJBj÷åские иголки, расположенные в Оц то.:j 0==-... кости «а равном расстоя(п(и др»Г от,;)у—

Га Тан Ч» 0 0 Иъ)МЕТОД(OFrg Di-, i:=i »П -. .=:

AKK7JllRPILB ПОВРР2СРОС ч И П)О(" ОДЧТ "(Е(- =

Выбранну)0 точку поверхно тii„ iioo-;óc)IB,OT через крайттие зонды ",ок заданной вел)(» чины, измергпот падение напряжения мэж=ду средними зондами, по измеренным зна-. чениям ""îêà и ()апр)яжения с учетом рас —. стояния между зондами и геометриче--)"ки.( размеров полупроводклха вь(:»исля.от,с-.:

) >; редненную по объему, вытянутому вдоль поверхности неоднородного т(о)тупрово)(нк: ка в направлении перпендтпулярном )I)L . нии зондов, ревлизвцию уцельного сопротивления неоднородного материала в ок) рестности выбранной точки ) 2 ).

Однако и в e Toi. случае реализация недостоверна.

Пель изобретеьптя — определение до= стоверного значения удельного сопро .Ив=пения неоднородного материала в окрестРОСТИ БЬ»ОГ а»(т(»01(Т чк И, У)» ЕНЬУ(»2(Г(Г. Ь iiнч.. ния неоцеоооцно т"" ь48тер)иа)та на „.;-" ."=:."ль.тат измерения и получение характеристики степени неоднородности материала„повышение точности измерения в окрестности выоранной то=п:.и и расширение диапв: зона измеряемь(х удельных соi)poтивл:= ний в сторону больших значений, )(Оставленная цель дОстиГвется ТеМ. что в способе определения статистических

ПаРаМЕTPOB -»ДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУ-проводникового vi&териапа, заключающем: ся в том, iTO L,".B плоскую шлифовальн;»то р) ", поверхность неоднородi-".Oãî т(ол у)п)овод)) и:=ка устанавливают систему из четырех Точечных зондов, представляющих собой металлические иголки,, расположенные в одной плоскости на равном расстоянии друг от друга так,, что ось симметрии зондов перпендикулярна поверхности и проходит через выбранную точку поверхности„пропуска(от через крайние зонды пОстОянный тОк заданной величиныр изме ряют падение напряжения между средними П зондами по измеренным значениям тока и напряжения с учетом расстояния между зондами и геометрических размеров по.-лупроводников вычисляют усредненную по объему, вытянутому вдоль поверхности M неоднородного полупроводника в направлении перпендикулярном линии зондов, реализацию уцельного сопротивления в ок-рестности выбранной то- ти из бесконечного счетного мно)кества возможных знаE» . i (()(сопро т1(е ) (ет()(я Б Окрас тнос ти Выб раиной точки Îтбис)а)0(„", воз((0))цтых знаЧеи!(:(.. О!))ОЯЗУтоШИХ (»РЕДСт B)B)тт ЕЛЬНУЮ ВЫ борь -(н)о совоку) нос (,;::: ч-.го систему зонцов поворачив(ют ).. (.-г .> )(симмет,о ри)» »с BBgBHFL(ä.,» угл»>в»ь„. »»,>,,i B 3»» »

FI ДЛЯ К а))(Ц ОГО ф ИК С((Р ")" e» 1 ОГО Li 0 go)((Е))И((Я

Облв с ти усь) едн ения Определяют р еализа-. пию уцельного сопротивления неоднородного материала в окрестности выбранной точки, и по полученнь(м ) (реализациям удельного сопротивления выборки по углово):.»у перемещению вь)- исляют дисперсию уди(ьного сопро п(в)(ения D OKpec тности

Рь(брат(ной(точки и среднее удельное сопротивление выборки с у",»еньшением в )) раз дисперсий, На чертеже показа(-..0 р»аст(оложение зон, .-;Ов на поверхности )(От(»)(ро)»одника и О(»)т ас ) )(ус))едн еч (тя () ри оi(0 ei i el I e)iи)(с тB,— тистических параметров удельного сопротивления предлагаемым способом токовые зонды > потенциальные зонды 2, образец 3, облас»ь 4 vcpeg()eFIFI)), область

5 растекания токов» поверхнОсть 6 пОлусопротивления Fieogiiopo)(F!Oio ма!ериала в окрестности выбранной точки от ориентаiIKH область усреднения(,;» "1e)II-,F(oe сопро тивление в окрв )п»l»cт ;)>)()рe!Ин»0((точки очрелр))"-(еУс» 6ec)iol(е -)н);:i!, .—: i::.." HI»L(»i IvEHO жеством его возможных:зна»((»)т)(й. Практически ri)is(Определения статистических параметров удельного сопротивления (генеральной дисперсии и ге)(ерапь()от 0 сpс . диего) необходимо располагать конечным ..-— .(И»-;ЛОМ ВОЗ).,)0)КНЬ(Х ЗиаЧЕ)П(й (Кот;(Р Ь(Е МО т ут Гь(т» отобраны из бесконечного MHGжества приемов, обеспечивающих случайность отбора и получение представительной вь)борки, Такой отбор может быть осуществлен многократношаговь)м изморением возмОж ных реализаций при вращении системы зоНдоВ с угловым шагом 36G

И

ГДЕ ) ) - ЧИСЛО ИЗ(:(Е))Е)»(ИЙ„, ("рецнее удельное cо)п:)О:.(-:(твлен((е и цисперсии выборки определя. ;опоя ПО формулам

5 8965 где f. — реализация удельного сопротивления в окрестности выбранной гочки в измерении; и - объем выборки.

Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известными способами определение достоверности значения удельного сопротивления в окрестности выбранной точки; при заданной надежности повышение точности определения; о выделение дисперсии неоднородности, обусловливаюшую в известных способах дополнительную погрешность и увеличивающую с ростом измеряемого удельного сопротивления, характеристику степени неоднородности полупроводникового материала по направлениям, проходяпцпл через выбранную точку.

Формула изобретения

Способ определения статистических параметров удельного сопротивления полупроводникового материала, заключающийся в том, что на плоскую шлифовальную поверхность неоднородного полупроводника устанавливают систему из четырех точечных зондов, представляющих собой металлические иголки, расположенные в одной плоскости на равном расстоянии друг от друга так, что ось симметрии зондов перпендикулярта поверхности и проходит через выбранную точку поверхности, пропускают через крайние зонды поверхностизЗ ток заданной величины, измеряют падение напряжения между средними зондами, по измеренным значениям тока и напряжения с учетом расстояния между зондами и геометрических размеров полупроводников вычисляют усредненную по объему, вытянутому вдоль поверхности неоднородного, полупроводника в направлении перпендикулярном линии зондов, реализацию удельного сопротивления в окрестности выбранной гочки, о г л и ч а ю шийся тем, что, с нелью определения достоверного значения удельного сопротивления неоднородного материала в окрестности выбранной гочки, уменьшения влияния неоднородности материала на результат измерения и получения характеристики степеGa неоднородное ги материала, повышения точности измерения в окрестности выбранной точки и расширения диапазона измеряемых удельных соцро гивлени и 8 с торону больших значений, из бесконечного счетного множества возможных значений удельного сопротивления в окресгнОсти выбранной точки отбирают и возможных значений, образуккпих представительную выборочную совокупность, для чего систему зондов поворачивают вокруг оси симметрии зондов с заданным угловым шагом на ЗОО и для каждого фиксирующегo положения области усреднения определяют реализаци|о удельного сопротивле» ния неоднородности материала в окрестности выбранной точки и по полученным тч реализациям удельного сопротивления выборки по угловому перемещению вычислтцот дисперсию удельного сопротивления в окрестности выбранной гочки и среднее удельное сопротивление выборки с уменьшенной в ч раз .дисперсией, где И - число измерений.

Ис гочники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Батавии В. В., Пантуев В. И., Прилипко B. И.— Измерительная техника, 1974., M 11, с. 71-72.

2. Павлов Л. П. Методы определения основных параметров полупроводниковых материалов W, Высшая школа, 1975, с. 5-16

896581

Составитель Л. Сорокин

Редактор Н. Безродная Техред М.Рейвес Корректор., Г. Назарова

Заказ 1 1 692/35 Тираж 71 8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. Ф/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4