차동 홀 효과 계측 (DHEM)

DHEM (Differential Hall Effect Metrology)은 전기적으로 절연 된 반도체 막을 통해 활성 도펀트 (캐리어 농도), 시트 저항 및 캐리어 이동성의 깊이 프로파일을 얻는 데 사용되는 전기적 특성 기술입니다. 일반적으로 Si, SiGe, Ge 샘플은 최대 100nm 깊이까지 분석됩니다. 두꺼운 III-V 또는 Si 샘플과 같은 비정형 샘플도 추가 처리 단계를 통해 분석되었습니다.

특징 화 될 필름은 패터닝되어 주변 벌크 재료의 나머지로부터 반도체 막의 일부분을 전기적으로 절연시키는 테스트 패턴 메사를 형성한다. 테스트 패턴 메사는 프로브 접촉을위한 4 개의 영역을 갖는다. 접점은 상당히 오믹 (ohmic)이어야하며 높은 신호 대 잡음비를 생성하는 레벨에서 안정적인 전류를 주입해야합니다. 테스트 패턴의 중간에 밀봉 된 프로세스 노즐은 전기 화학적 처리에 의해 전해질과 접촉하는 테스트 영역을 연속적으로 산화 또는 에칭한다.

DHEM 데이터를 얻기 위해 테스트 영역에서 반도체 층의 전기적 활성 두께(전기 경로)는 전기화학적 처리(에칭 또는 산화)에 의해 제어된 단계로 감소되고 나머지 필름의 시트 저항 및 이동도는 홀 효과에 의해 결정됩니다. 각 두께 감소 단계 후 측정. 이 절차는 원하는 분화구 깊이에 도달하거나 필름의 시트 저항이 약 1M ohm/square(Ge와 같은 일부 재료의 경우 더 낮을 수 있음)를 초과할 때까지 반복됩니다. 그런 다음 결과 데이터는 시트 저항, 저항률, 캐리어 농도 및 이동도 프로파일을 깊이의 함수로 산출하는 미분 방정식을 사용하여 해석됩니다.

DHEM의 이상적인 사용

  • 전기적으로 절연 된 반도체 층에서 활성 도펀트의 깊이 프로파일, 시트 저항 및 캐리어 이동도 측정
  • 필름과 계면에서 도펀트 활성화 또는 이동성의 변화를 평가하려면

장점

  • 총 도펀트 농도를 측정하는 SIMS와 달리 캐리어 농도 (활성 도펀트)가 측정됩니다.
  • 동적 두께 감소 및 이동도, 시트 저항 및 캐리어 농도 측정

제한 사항

  • 파괴적인
  • pn 접합은 측정 대상 필름을 기판에서 분리해야하며, 측정 대상 필름은 절연 층 위에 있어야합니다.

DHEM 기술 사양

  • 전형적인 기판은 Si, Ge, SiGe
  • III-V 박막 재료와 같은 기타 기판은 추가 처리 단계를 통해 분석 할 수 있습니다.
  • 단층 분해능으로 근접 표면 및 최대 100nm에 대한 활성 도펀트 및 이동성 깊이 프로파일을 얻을 수 있습니다.
  • 최소 샘플 크기 1.5×1.5 cm

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