s zilícium alapanyagok minősítése
DESCRIPTION
S zilícium alapanyagok minősítése. Somlay Gergely Juhász László Mizsei János. Bevezető. Félvezető anyagok és eszközök minősíthetőek: Elektromos jellemzőik Optikai jellemzőik Kémiai és fizikai jellemzőik alapján Számunkra az elektromosak a legfontosabbak. Fontosabb jellemzők. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/1.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
http://www.eet.bme.hu
Szilícium alapanyagok minősítése
Somlay Gergely Juhász LászlóMizsei János
![Page 2: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/2.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 2
Bevezető► Félvezető anyagok és eszközök minősíthetőek:
Elektromos jellemzőik Optikai jellemzőik Kémiai és fizikai jellemzőik alapján
► Számunkra az elektromosak a legfontosabbak
![Page 3: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/3.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 3
Fontosabb jellemzők► Elektromos:
Ellenállás, négyzetes ellenállás Adalékkoncentráció Mozgékonyság Töltéshordozó élettartam (kisebbségi)
► Optikai: Szigetelő vastagsága Oxigén és szén szennyezés meghatározása
► Kémiai és fizikai: Szennyezők eloszlása Összetevők azonosítása és sűrűségük meghatározása
![Page 4: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/4.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 4
Ellenállás► Az ellenállás függ a szabad elektronok és lyukak
sűrűségétől és a mozgékonyságuktól:
► Extrinsic anyagoknál általában elhanyagolhatóak a kisebbségi töltéshordozók
► A töltéshordozó koncentráció és a mozgékonyság nem mindig ismert, lehet az adalékolás inhomogén laterálisan és vertikálisan is
► Több, különféle módszer kellhet
)(
1
pn pnq
![Page 5: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/5.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 5
Négyzetes ellenállás
1 négyzet esetén: [ρs] = ohm/négyzet
sRtlt
l
A
lR
ltA lt
l
W
LRR s
LW
![Page 6: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/6.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 6
Négyzetes ellenállás inhomogén adalékolás esetén:
0
dxL
WxNqdx
L
WdG )(
1
jx
LW
x
jx
dxL
WxNqG
0
)(
jj xx
dxxNqW
L
dxL
WxNq
R
00
)(
1
)(
1
jxs
dxxNq
R
0
)(
1
jx
dxxNségfelületegy
adalékatom
0
)(
Gummel szám:
)(xN
![Page 7: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/7.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 7
Tűs kontaktus: fém-félvezető átmenet, „félvégtelen” térrész
dr
drr
IdU22
r
2
1
20 2
r
r
U
drπ r
ρIdU
![Page 8: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/8.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 8
Tűs kontaktus: fém-félvezető átmenet, „félvégtelen”, vékony lemez
tdrr
2
120
r
r
U
drπrt
ρIdU
drrt2
ρIdU
1
221 ln
2 r
r
πt
ρIU
A
lR
![Page 9: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/9.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 9
Két tűs mérés► Egyszerűen megvalósítható, de problémás az
eredmények kiértékelése► Rc, Rsp értékét külön nem lehet meghatározni
sspcpT RRRRI
UR 222
![Page 10: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/10.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 10
Négy tűs mérés► Előzőnél jobb megoldás► A parazita Rc, Rp és Rsp elhanyagolható
![Page 11: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/11.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 11
Négytűs mérés – feszültség 1.► A feszültség az elektródától r távolságra:
► Feszültség az 1. és 4. elektródák között végtelen félteres közelítés esetén:
r
IU
2
410
11
2 rr
IU
![Page 12: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/12.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 12
Négytűs mérés – feszültség 2.► Feszültség a 2. elektródán:
► Feszültség a 3. elektródán:
► A mért feszültség:
321
2
11
2 sss
IU
3213
11
2 sss
IU
321321
1111
2 ssssss
IU
![Page 13: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/13.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 13
Négytűs mérés - ellenállás► Innen az ellenállás:
► Egyenközű elektródák esetében:
► A képletben az elektródatávolság szerepel!► Kisebb közzel szelet szélén is mérhetünk
I
Us 2
![Page 14: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/14.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 14
Ellenállás vékony lemez esetében► Valós szeletekre a végtelen félteres közelítés nem
jó, nagyobb egykristály tömbök esetében jó lehet► A geometriai tulajdonságokat korrekciós tényezőkkel
vesszük figyelembe:
► In-line elektródák esetében F=F1F2F3
► F1 – minta vastagsága► F2 – laterális méret► F3 – elektródák helyzete a minta széléhez képest
I
UsF 2
![Page 15: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/15.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 15
Korrekciós tényező - vastagság► Nem vezető hátoldal esetén vékony mintára:
► Ez t ≤ s / 2 esetében igaz► Vékony minták esetében, F2 és F3 ≈ 1 mellett:
► A képletben az elektródatávolság helyett a lemez vastagsága szerepel, mint geometriai paraméter!
)2ln(211
stF
I
Ut
I
Ut532.4
)2ln(
![Page 16: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/16.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 16
Négyzetes ellenállás► Teljes vastagságában egyenletesen adalékolt
(homogén adalékolású) mintára t ≤ s / 2 esetén:
► Diffuziós, ionimplantált (inhomogén adalékolású), epitaxiális, vezető és polikristályos rétegek jellemzésére is megfelel
I
U
I
U
tRs 532.4
)2ln(
![Page 17: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/17.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 17
Tetszőleges alakú minták ellenállása► Az in-line elrendezés a leggyakoribb négy tűs
elrendezés, de léteznek ettől eltérőek is► A négyzet elrendezés gyakori (négyzetes minták)► van der Pauw kimutatta, hogy tetszőleges mintára
megadható egy konstans, ha A kontaktus a minta peremén helyezkedik el A kontaktus kicsi A minta egyenletes vastagságú A minta teljesen egybefüggő
![Page 18: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/18.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 18
Tetszőleges alakú minta 1.
► Az áram a 1-es kontaktuson folyik be és a 2-esen folyik ki► A mért feszültség: U34 = U3 – U4 ► R23,41 definíciója hasonló
12
3434,12 I
UR
![Page 19: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/19.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 19
Tetszőleges alakú minta 2.► Az ellenállás:
► ahol F az Rr = R12,34 / R23,41 arány függvénye
![Page 20: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/20.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 20
Tetszőleges alakú minta 3.► Szimmetrikus minták (kör, négyzet) esetében Rr = 1
és F = 1, ekkor az ellenállás:
► A négyzetes ellenállás:
34,1234,12 532.4)2ln(
tRtR
34,1234,12 532.4)2ln(
RR
Rs
![Page 21: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/21.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 21
Tetszőleges alakú minta 4.► A van der Pauw egyenletek feltételezik az elhanyagolhatóan
kis méretű kontaktusokat► A valóság más► A nem ideális kontaktusok hibája eliminálható lóhere alakú
elrendezéssel► Ez bonyolultabb előkészítést igényel► Továbbfejlesztés: görög kereszt alakú elrendezés
![Page 22: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/22.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 22
Mérési hibák és megelőzésük 1.► Minta mérete
Az elektródák távolságánál vékonyabb szelet vagy réteg esetén a számolt ellenállás egyenesen arányos a minta vastagságával
Fontos a minta vastagságának pontos ismerete► Többségi/kisebbségi töltéshordozó injektálás
Nagy áram mellett nem elhanyagolható a fém-félvezető átmenet kisebbségi töltéshordozó injektálása („tűs tranzisztor”: transfer resistor)
A kisebbségi hordozók növelik a többségi hordozók sűrűségét is (töltéssemlegesség), ezáltal nő a vezetés
Ennek csökkentésére növelni kell a kisebbségi töltéshordozók rekombinációját
![Page 23: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/23.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 23
Mérési hibák és megelőzésük 2.► Elektródák távolsága
Mechanikus négytűs mérésnél a távolság nem pontos
Erősen inhomogén adalékolásnál probléma
► Áramerősség Kétféle hatás:
• Növeli az ellenállást a melegedés
• Csökkenti az ellenállást a kisebbségi és/vagy többségi töltéshordozó injekció
![Page 24: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/24.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 24
Mérési hibák és megelőzésük 3.► Hőmérséklet
Termoelektromos feszültségek elkerülése érdekében egyenletes hőmérséklet
A hőmérséklet gradienseket az elektródák árama okozza főleg
Kis ellenállású anyagoknál nagy áram kell, ami melegedést okoz
A félvezetők érzékenyek a külső hőmérséklet változásaira A hőmérsékleti korrekciós tényező: FT = 1 – CT(T – 23),
ahol CT a vezetés hőmérsékletfüggését leíró tényező
![Page 25: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/25.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 25
Mérési hibák és megelőzésük 4.
![Page 26: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/26.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 26
Mérési hibák és megelőzésük 4.► Nagy ellenállású anyagok
Nagy ellenállású anyagok (GaAs) ellenállása nehezen mérhető 4 tűs méréssel
Közepesen adalékolt félvezetők mérése is nehéz alacsony hőmérsékleten
A legegyszerűbb mérési elrendezés: egy nagy kontaktus az egyik oldalon, míg egy kis kontaktus a másikon
• Hátránya a szivárgási áram
![Page 27: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/27.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 27
Szelet térképezés► Eredetileg ionimplatáció minősítésére► Négyzetes ellenállás vagy egyéb paraméter mérése
több pontban, majd az eredményekből szintvonalas ábra
![Page 28: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/28.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 28
Áram tomográfia► Szelet peremén fix számú (16,32) kontaktus► Egy elektródapáron keresztül áram folyatása► A többi elektróda feszültségét mérjük► Nincsenek mérés közben mozgatások (idő)► A hasznos felülettel nincs érintkezés, így nem is
szennyeződik► Az ellenállás eloszlás az orvosi tomográfiai
technikák segítségével kapható
![Page 29: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/29.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 29
Termikus hullám módszer 1.► Modulált lézersugár segítségével melegítik a mintát► A lokális hőmérséklet változás térfogatváltozással
jár, aminek termoelasztikus és optikai hatásai vannak
► Egy második lézerrel a visszatükrözés változását mérjük
► Kalibráció szükséges ismert minták segítségével► Nincs kontaktus és nem destruktív► Csupasz és oxidált szeleten is működik
![Page 30: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/30.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 30
Termikus hullám módszer 2.
![Page 31: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/31.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 31
Ellenállásprofil meghatározása► A négy tűs módszerrel kapott négyzetes ellenállás
értékből csak egyenletesen adalékolt félvezetőkre lehet fajlagos ellenállást számítani
► Nem egyenletes adalékolásnál nem elég a négyzetes ellenállás meghatározása
► Sok esetben csak az adalékolás profiljára és az összes bevitt adalékatomra van specifikáció
jx
dxxNségfelületegy
adalékatom
0
)(Gummel szám:
![Page 32: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/32.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 32
Differenciális Hall effektus 1.► A mintából vékony rétegeket távolítunk el► Minden lépésnél mérés► A négyzetes ellenállás:
► A vizsgált réteget el kell szigetelni a szubsztráttól (pn átmenet)
t
x
pn
s
dxxxpxxnq
R
)()()()(
1
![Page 33: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/33.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 33
Differenciális Hall effektus 2.► A négyzetes ellenállás egyenletesen adalékolt
rétegre (konstans töltéshordozó sűrűséggel):
tpnqR
pns )(
1
![Page 34: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/34.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 34
Terjedési ellenállás mérése (Spreading Resistance Profiling - SRP)
► Két pontosan igazított elektróda végigléptetése a mintán
► A ferde felület dőlésszöge 1°-nál kisebb is lehet► Az eredeti felület oxidálása: segít a helyes skálázásban
![Page 35: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/35.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 35
Spreading resistance ► Az áram az elektródánál koncentrálódik és onnan
áramlik szét sugárirányban► Hengeres, a felülettel csak érintkező elektróda
esetében végtelen féltérre:
► A mintába behatoló, félgömb felületű elektródára:
» -->
rRsp 4
rRsp
2
![Page 36: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/36.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 36
Érintésmentes módszerek► Két nagy kategória:
Elektromos Nem elektromos
► Elektromos módszerek típusai: Mikrohullámú áramkörrel transzmisszió és reflexió
vizsgálata A minta és a mérőeszköz kapacitív csatolása A minta és a mérőeszköz induktív csatolása
![Page 37: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/37.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 37
Örvényáramok 1.► Párhuzamos renzonáns tank –ból épül fel► Egy vezető anyag behelyezése lerontja a jósági
tényezőt
![Page 38: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/38.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 38
Örvényáramok 2.► Az elnyelt teljesítmény:
► Adott teljesítmény mellett: Pa = VTIT
► Pa definíciója csak akkor igaz, ha a minta vastagsága kisebb, mint a skin mélység
tT
a dxxn
UKP
0
2
)(
sT
tT
T n
UKdxx
n
UKI /)(
20
2
![Page 39: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/39.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 39
Minta vastagságának mérése► Két érintésmentes módszer:
Ultrahangos: a minta alsó és felső felületéről visszaverődő hullámokat mérik
Kapacitív: két elektróda közé helyezik a mintát, így két sorbakapcsolt kondenzátor keletkezikA minta vastagsága (t):
![Page 40: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/40.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 40
Konfokális rezonátor 1.► Felületi ellenállás elemző (SRA)► Az r görbületű tükör r/2 távolságra van a mintától► A kialakuló álló elektromágneses hullámok a minta
dielektromos és vezetési tulajdonságitól függenek
![Page 41: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/41.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 41
Konfokális rezonátor 2.► A mérés során a Q jósági tényezőt és az f0
rezonancia frekvenciát mérik► Az impedancia valós része:
► Ebből az ellenállás:
sms RQ
rfR
200
00
2
f
Rs
![Page 42: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/42.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 42
Szelettípusok (150 mm alatti átmérők esetén):
► Csiszolatok segítségével Alapcsiszolat <110> irányban
![Page 43: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/43.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 43
Melegtűs mérés (a)
► A szelet típusa a hőmérséklet gradiens keltette Seebeck feszültség előjeléből határozható meg. A többségi hordozók árama n és p típusú anyagra:
dx
dTSqnJ nnn
dx
dTSqpJ ppp
A szelet típusa négytűs elrendezésben váltakozóáramú táplálással és az egyenirányított komponens mérésével is meghatározható.
Vezetési típus megállapítása Schottky kontaktussal (b):
![Page 44: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/44.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 44
Ellenállás adalékolásfüggése
![Page 45: S zilícium alapanyagok minősítése](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062423/5681467a550346895db39f0c/html5/thumbnails/45.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Elektronikus Eszközök Tanszéke
23.04.21. Szilícium alapanyagok minősítése 45
Intrinsic töltéshordozó sűrűség► A 275 ≤ T ≤ 375 K tartományban:
130 oC