SEMI MF1535 - 전자 등급 실리콘 웨이퍼의 캐리어 재결합 수명 테스트 방법 -

Abstract

전자 등급 반도체의 자유 캐리어 밀도가 너무 높지 않은 경우 캐리어 재결합 수명은 금지된 에너지 갭에 에너지가 있는 불순물 센터에 의해 제어됩니다. 많은 금속 불순물이 실리콘에서 이러한 재결합 중심을 형성합니다. 대부분 경우에 따라 이러한 불순물의 매우 작은 밀도( > 1010 원자/cm3)는 캐리어 재결합 수명을 줄이고 장치 및 회로 성능에 악영향을 미칩니다. 이러한 불순물은 제조 동안 또는 다양한 처리 단계, 특히 고온을 수반하는 단계 동안 웨이퍼에 도입될 수 있습니다.

경우에 따라 매우 빠른 바이폴라 스위칭 장치와 같은 및 고전력 장치의 경우 재결합 특성을 신중하게 고려해야 합니다. 원하는 장치 성능을 얻기 위해 제어되지만 대부분의 경우 오늘날 사용되는 전자급 실리콘 웨이퍼의 문제는 단순히 이러한 불순물이 존재하지 않도록 공정을 제어합니다. 비록 이 테스트 방법은 일반적으로 비선택적이며 때때로 특정 개별 불순물 종 매우 제한된 조건에서 식별할 수 있습니다.

이 테스트 방법은 연구 개발, 프로세스 제어 및 재료 승인 응용 프로그램에 사용하기에 적합합니다. 그러나 이 테스트 방법으로 얻은 결과는 표면 부동태화 정도, 주입 수준 등을 포함한 많은 실험 조건에 따라 달라집니다. 따라서 이 시험방법을 재료규격이나 수락, 공급자와 구매자는 실험에 완전히 동의해야 합니다. 사용 조건.

이 테스트 방법에서, 광 펄스로 과도한 캐리어 생성 후 웨이퍼 전도성의 감소는 웨이퍼의 마이크로웨이브 반사율을 모니터링하여 결정됩니다. 시편이 놓이는 장착 단계를 제외하고는 시편에 접촉하지 않기 때문에 이 시험 방법은 비파괴적입니다. 웨이퍼 및 스테이지 청결이 유지되면 이 테스트 방법에 따라 테스트한 후 웨이퍼를 추가로 처리할 수 있습니다.

표면 재결합이 없는 상태에서 캐리어 재결합 수명을 측정하면 벌크가 결정됩니다. 재결합 수명( t b) 초과 캐리어 밀도가 다수 캐리어 밀도보다 훨씬 적다면. 이 결정은 시험 방법의 주요 부분에 포함되어 있지 않지만 표면 재결합 감소를 포함하도록 확장하려는 사용자를 위해 관련 정보 1에 정보가 제공됩니다. 낮은 초과 캐리어 밀도 수준에서 tb를 결정할 수 있습니다.

그러나 일반적으로 표면 재결합을 완전히 억제하는 것은 매우 어려우며, 수명 측정은 표면 부동태화가 전혀 이루어지지 않았거나 표면 부동태화가 완벽하다는 것을 확인하지 않고 수행되는 경우가 많다. 결과적으로 표면에 의존하지 않는 1/e 수명(τe) 및/또는 기본 모드 수명(τ1)의 두 매개변수 이 테스트 방법에서 결정됩니다.

또한 초기 주입량도 측정된 수명 값에 영향을 미칩니다. 초기 주입 레벨이 충분히 낮으면 측정된 수명이 주입 레벨의 영향을 받지 않습니다. 그러나 S/N(signal-to-noise) 비율을 향상시키기 위해 더 높은 수준의 주입이 종종 채택됩니다. 따라서 이 테스트 방법은 주입 수준이 특히 부패의 초기 단계에서 측정된 수명에 영향을 미칠 수 있는 경우 이러한 매개변수를 측정할 수도 있습니다.

참조 SEMI 표준 (별도 구매)

SEMI M1 — 연마된 단결정 실리콘 웨이퍼 사양

SEMI M59 — 실리콘 기술 용어

SEMI MF28 — 광전도 감퇴 측정을 통한 벌크 게르마늄 및 실리콘의 소수 캐리어 수명 테스트 방법

SEMI MF42 — 외부 반도체 재료의 전도도 유형 테스트 방법

SEMI MF84 — 인라인 4점 프로브로 실리콘 웨이퍼의 비저항을 측정하는 테스트 방법

SEMI MF391 — 정상 상태 표면 광전압 측정을 통한 외부 반도체의 소수 캐리어 확산 길이 테스트 방법

SEMI MF533 — 실리콘 웨이퍼의 두께 및 두께 변화에 대한 테스트 방법

SEMI MF673 — 비접촉식 와전류 게이지로 반도체 웨이퍼의 비저항 또는 반도체 필름의 시트 저항을 측정하는 테스트 방법

SEMI MF723 - 붕소 도핑, 인 도핑 및 비소 도핑 실리콘에 대한 비저항과 도펀트 밀도 간 변환 실습

SEMI MF978 — 과도 커패시턴스 기술로 반도체 딥 레벨을 특성화하는 테스트 방법

SEMI MF1388 — MOS(Metal-Oxide-Silicon) 커패시터의 커패시턴스-시간 측정에 의한 실리콘 물질의 생성 수명 및 생성 속도에 대한 테스트 방법

SEMI MF1530 — 자동 비접촉 스캐닝에 의한 실리콘 웨이퍼의 평탄도, 두께 및 두께 변화에 대한 테스트 방법

개정 내역

SEMI MF1535-1015(재승인 1121)

SEMI MF1535-1015(완전 재작성)

SEMI MF1535-0707(기술 개정)

SEMI MF1535-1106(기술 개정)

SEMI MF1535-1104(기술 개정)

SEMI MF1535-00(SEMI 최초 공개)

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