半导体—金属接触特性测试技术

半导体测试公司简介Integrated Device Manufacturer (IDM):半导体公司，集成了设计和制造业务。

IBM：（International Business Machines Corporation）国际商业机器公司，总部在美国纽约州阿蒙克市。

Intel：英特尔，全球最大的半导体芯片制造商，总部位于美国加利弗尼亚州圣克拉拉市。

Texas Instruments：简称TI，德州仪器，全球领先的数字信号处理与模拟技术半导体供应商。

总部位于美国得克萨斯州的达拉斯。

Samsung：三星，韩国最大的企业集团，业务涉及多个领域,主要包括半导体、移动电话、显示器、笔记本、电视机、电冰箱、空调、数码摄像机等。

STMicroelectronics：意法半导体，意大利SGS半导体公司和法国Thomson半导体合并后的新企业，公司总部设在瑞士日内瓦。

是全球第五大半导体厂商。

Strategic Outsourcing Model（战略外包模式）：一种新的业务模式，使IDM厂商外包前沿的设计，同时保持工艺技术开发Motorola：摩托罗拉。

总部在美国伊利诺斯州。

是全球芯片制造、电子通讯的领导者。

ADI：（Analog Devices, Inc）亚德诺半导体技术公司，公司总部设在美国，高性能模拟集成电路（IC）制造商，产品广泛用于模拟信号和数字信号处理领域。

Fabless:是半导体集成电路行业中无生产线设计公司的简称。

专注于设计与销售应用半导体晶片，将半导体的生产制造外包给专业晶圆代工制造厂商。

一般的fabless公司至少外包百分之七十五的晶圆生产给别的代工厂。

Qualcomm：高通，公司总部在美国。

以CDMA(码分多址)数字技术为基础，开发并提供富于创意的数字无线通信产品和服务。

如今，美国高通公司正积极倡导全球快速部署3G网络、手机及应用。

Broadcom：博通，总部在美国，全球领先的有线和无线通信半导体公司。

半导体测试与表征技术基础第一章概述（编写人陆晓东）第一节半导体测试与表征技术概述主要包括：发展历史、现状和在半导体产业中的作用第二节半导体测试与表征技术分类及特点主要包括：按测试与表征技术的物理效应分类、按芯片生产流程分类及测试对象分类（性能、材料、制备、成分）等。

第三节半导体测试与表征技术的发展趋势主要包括：结合自动化和计算机技术的发展，重点论述在线测试、结果输出和数据处理功能的变化；简要介绍最新出现的各类新型测试技术。

第二章半导体工艺质量测试技术第一节杂质浓度分布测试技术（编写人：吕航）主要介绍探针法，具体包括：PN结结深测量；探针法测量半导体扩散层的薄层电阻（探针法测试电阻率的基本原理、四探针法的测试设备、样品制备及测试过程注意事项、四探针测试的应用和实例）；要介绍扩展电阻测试系统，具体包括：扩展电阻测试的基本原理、扩展电阻的测试原理、扩展电阻测试系统、扩展电阻测试的样品、扩展电阻法样品的磨角、扩展电阻法样品的制备、扩展电阻测试的影响因素、扩展电阻法测量过程中应注意的问题、扩展电阻法测量浅结器件结深和杂质分布时应注意的问题、扩展电阻测试的应用和实例。

第二节少数载流子寿命测试技术（编写人：钟敏）主要介绍直流光电导衰退法、高频光电导衰退法，具体包括：非平衡载流子的产生、非平衡载流子寿命、少数载流子寿命测试的基本原理和技术、少数载流子寿命的测试。

以及其它少子寿命测试方法，如表面光电压法、少子脉冲漂移法。

第三节表面电场和空间电荷区测量（编写人：吕航）主要包括：表面电场和空间电荷区的测量，金属探针法测量PN结表面电场的分布、激光探针法测试空间电荷区的宽度；容压法测量体内空间电荷区展宽。

第四节杂质补偿度的测量（编写人：钟敏）包括：霍尔效应的基本理论、范德堡测试技术、霍尔效应的测试系统、霍尔效应测试仪的结构、霍尔效应仪的灵敏度、霍尔效应的样品和测试、霍尔效应测试的样品结构、霍尔效应测试的测准条件、霍尔效应测试步骤、霍尔效应测试的应用和实例、硅的杂质补偿度测量、znO的载流子浓度、迁移率和补偿度测量、硅超浅结中载流子浓度的深度分布测量第五节氧化物、界面陷阱电荷及氧化物完整性测量（编写人：钟敏）包括：固定氧化物陷阱和可动电荷、界面陷阱电荷、氧化物完整性测试技术等。

半导体硅片金属微观污染机理研究进展文章来源：互联网点击数：589 录入时间：2006-4-2减小字体增大字体郑宣，程璇摘要：综述了近10年来国内外在半导体硅片金属微观污染研究领域的进展。

研究了单金属特别是铜的沉积、形成机理和动力学以及采用的研究方法和分析测试手段，包括对电化学参数和物理参数等研究。

指出了随着科学技术的不断发展，金属污染金属检测手段也得到了丰富，为金属微观污染的研究提供了有力的工具。

1引言随着ULSI技术的不断向前发展，对半导体硅的表面性质要求也越来越严格。

而且电路的集成度日益提高，单元图形的尺寸日益微化，污染物对器件的影响也愈加突出，以至于洁净表面的制备已成为制作64M和2 56Mbyte DRAM的关键技术[1,2]。

此外有超过50％成品损失率是由硅表面的污染所造成的。

硅片上的杂质一般可分为三种：分子型、离子型和原子型。

这里主要探讨原子型杂质。

原子型杂质主要是指过渡金属或贵金属原子（如Au、Ag、Cu等），它们主要来自于硅的酸性刻蚀剂中。

原子型杂质主要影响器件中少子寿命、表面的导电性、门氧化物的完整性和其它器件稳定性参数等，特别在高温或电场下，它们能够向半导体结构的本体扩散或在表面扩大分布，导致器件性能下降，产率降低。

在工业上，硅表面清洗分为干法和湿法清洗两种，前者是物理方法，后者是化学方法。

目前湿法清洗一直占主导地位，因为它对杂质和基体选择性好，可将杂质清洗至非常低的水平。

本文综述了几种典型金属在湿法清洗过程中对硅片表面产生的金属微观污染和所涉及的机理研究进展，并讨论了今后该领域的研究方向。

2 污染物的形成机理与研究半导体微电子制造过程中，金属污染浓度可达到1012 ～1013 atom/cm2。

但实际上制造16Mbyte DRAM 要求必须将硅表面金属浓度降低到1×1012 atom/cm2以下。

所以研究化学试剂HF中金属离子（主要是铜离子）在硅表面的沉积行为和污染机理具有重要的科学价值和实际意义。

为p型si半导体设计欧姆接触欧姆接触是一种电子学现象，是指当两个电极之间的接触电阻随着加入的电压增大而变小。

在半导体器件制造中，欧姆接触被广泛应用于p型和n型半导体器件的电极制作中。

本文将针对p型Si半导体的欧姆接触设计进行详细探讨。

1. 欧姆接触原理欧姆接触的原理可以通过欧姆定律来解释。

欧姆定律是指电流$I$与电压$V$之间的关系，即$I=V/R$，其中$R$为电阻。

在欧姆接触中，当两个接触金属与半导体接触时，接触电阻$R$会随着电压的升高而减小，这是因为当电压升高时，电子在金属外壳中的热运动增强，进一步促进更多电子从半导体向金属流动，从而导致接触电阻降低。

2. p型Si半导体欧姆接触设计在p型Si半导体的欧姆接触设计中，我们需要考虑以下因素：2.1 金属材料的选择选择合适的金属材料是欧姆接触设计中最关键的一步。

常用的金属材料包括Ti、Cr、Al和Au等。

Ti和Cr的粘附性强，可以很好地粘附到p型Si表面，并且它们的电学性能也比较适合制作欧姆接触。

而Al和Au的电学性能更优秀，但由于它们的粘附性不够强，需要在它们之上涂覆一层Ti或Cr来增强粘附力。

对于p型Si半导体的欧姆接触设计，建议选择Ti或Cr材料。

2.2 洁净度的保证在欧姆接触制作过程中，确保器件表面的洁净度是非常重要的。

因为器件表面的杂质和污染物会对接触电极的制造和性能产生很大影响。

需要在制作欧姆接触前，充分保证p型Si表面的洁净度。

2.3 接触面积的控制接触面积的大小会直接影响欧姆接触的电学特性。

一般来讲，接触面积越大，电流密度就越小，接触电阻就越小。

在设计欧姆接触时，需要合理控制接触面积，以达到最佳电学性能。

2.4 热处理的优化在欧姆接触制作过程中，热处理是一个非常重要的步骤。

热处理可以改善接触金属与p型Si之间的界面特性，促进更好的电子传输。

在制作欧姆接触时，需要对热处理的参数进行优化，以获得最佳的电学性能。

在设计p型Si半导体的欧姆接触时，需要考虑金属材料的选择、洁净度的保证、接触面积的控制以及热处理的优化等因素。

实验八半导体激光器的光学特性测试[实验目的]1、通过实验熟悉半导体激光器的光学特性。

2、掌握半导体激光器耦合、准直等光路的调节。

3、根据半导体激光器的光学特性考察其在光电子技术方面的应用。

[实验仪器]1、半导体激光器及可调电源2、光谱仪3、可旋转偏振片4、旋转台5、光功率计图1. 半导体激光器的结构[实验原理]1、半导体激光器的基本结构至今，大多数半导体激光器用的是GaAs或Ga1-x Al x As材料，p-n结激光器的基本结构如图1所示。

P—n结通常在n型衬底上生长p型层而形成。

在p区和n区都要制作欧姆接触，使激励电流能够通过,这电流使结区附近的有源区内产生粒子数反转，还需要制成两个平行的端面起镜面作用，为形成激光模提供必须的光反馈。

图1中的器件是分立的激光器结构，它可以与光纤传输线连接，如果设计成更完整的多层结构，可以提供更复杂的光反馈，更适合单片集成光路。

2、半导体激光器的阈值条件：当半导体激光器加正向偏置并导通时，器件不会立即出现激光振荡。

小电流时发射光大都来自自发辐射，光谱线宽在数百唉数量级。

随着激励电流的增大，结区大量粒子数反转，发射更多的光子。

当电流超过阈值时，会出现从非受激发射到受激发射的突变。

实际上能够 观察到超过阈值电流时激光的突然发生，只要观察在光功率对激励电流曲线上斜率的急速突变，如图2所示；这是由于激光作用过程的本身具有较高量子效率的缘故。

从定量分析，激光的阈值对应于：由受激发射所增加的激光模光子数(每秒)正好等于由散射、吸收激光器的发射所损耗的光子数（每秒）。

据此，可将阈值电流作为各种材料和结构参数的函数导出一个表达式：)]1(121[8202Rn a Den J Q th +∆=ληγπ （1） 这里，Q η是内量子效率，O λ是发射光的真空波长，n 是折射率，γ∆是自发辐射线宽，e 是电子电荷，D 是光发射层的厚度，α是行波的损耗系数，L 是腔长，R 为功率反射系数。

半导体测试与表征技术基础第一章概述（编写人陆晓东）第一节半导体测试与表征技术概述主要包括：发展历史、现状和在半导体产业中的作用第二节半导体测试与表征技术分类及特点主要包括：按测试与表征技术的物理效应分类、按芯片生产流程分类及测试对象分类（性能、材料、制备、成分）等。

第三节半导体测试与表征技术的发展趋势主要包括：结合自动化和计算机技术的发展，重点论述在线测试、结果输出和数据处理功能的变化；简要介绍最新出现的各类新型测试技术。

第二章半导体工艺质量测试技术第一节杂质浓度分布测试技术（编写人：吕航）主要介绍探针法，具体包括：PN结结深测量；探针法测量半导体扩散层的薄层电阻（探针法测试电阻率的基本原理、四探针法的测试设备、样品制备及测试过程注意事项、四探针测试的应用和实例）；要介绍扩展电阻测试系统，具体包括：扩展电阻测试的基本原理、扩展电阻的测试原理、扩展电阻测试系统、扩展电阻测试的样品、扩展电阻法样品的磨角、扩展电阻法样品的制备、扩展电阻测试的影响因素、扩展电阻法测量过程中应注意的问题、扩展电阻法测量浅结器件结深和杂质分布时应注意的问题、扩展电阻测试的应用和实例。

第二节少数载流子寿命测试技术（编写人：钟敏）主要介绍直流光电导衰退法、高频光电导衰退法，具体包括：非平衡载流子的产生、非平衡载流子寿命、少数载流子寿命测试的基本原理和技术、少数载流子寿命的测试。

以及其它少子寿命测试方法，如表面光电压法、少子脉冲漂移法。

第三节表面电场和空间电荷区测量（编写人：吕航）主要包括：表面电场和空间电荷区的测量，金属探针法测量PN结表面电场的分布、激光探针法测试空间电荷区的宽度；容压法测量体内空间电荷区展宽。

第四节杂质补偿度的测量（编写人：钟敏）包括：霍尔效应的基本理论、范德堡测试技术、霍尔效应的测试系统、霍尔效应测试仪的结构、霍尔效应仪的灵敏度、霍尔效应的样品和测试、霍尔效应测试的样品结构、霍尔效应测试的测准条件、霍尔效应测试步骤、霍尔效应测试的应用和实例、硅的杂质补偿度测量、znO的载流子浓度、迁移率和补偿度测量、硅超浅结中载流子浓度的深度分布测量第五节氧化物、界面陷阱电荷及氧化物完整性测量（编写人：钟敏）包括：固定氧化物陷阱和可动电荷、界面陷阱电荷、氧化物完整性测试技术等。

半导体材料测试技术半导体材料测试技术是指对半导体材料进行表征和性能测试的一系列技术方法和工具。

半导体材料是电子器件制造与应用的基础，而半导体材料的质量和性能对电子器件的性能和可靠性有着直接的影响。

因此，了解和掌握半导体材料的性能及其测试方法是十分重要的。

1.结构表征技术：通过采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等仪器，对半导体材料的晶体结构、晶格缺陷等进行分析和表征。

同时可以通过X射线衍射(XRD)技术对材料的晶格常数、晶体结构和材料的纯度进行分析。

2.光学特性测试技术：光学特性测试主要包括折射率、透明度、吸收谱、发射谱等光学性质的测试。

通过光学显微镜、紫外可见分光光度计、激光扫描显微镜等设备来进行测试。

3.电学特性测试技术：电学特性测试是对半导体材料的电导率、电介质常数、击穿电压等电学性质进行测试。

常见的测试设备包括电阻测试仪、电容测试仪、电压源/电流源等。

4.磁学特性测试技术：磁学特性测试主要是对半导体材料的磁化强度、磁畴结构等进行测试。

通过霍尔效应测试仪、磁学测试仪等设备来进行测试。

5.热学特性测试技术：热学特性测试主要是对半导体材料的热导率、热膨胀系数等进行测试。

热电测试仪、热膨胀仪等设备可以用来进行这方面的测试。

此外，还有一些特殊的测试技术，如电子能谱、质谱等，可以用来对半导体材料的表面组分和杂质掺杂进行分析。

综上所述，半导体材料测试技术是对半导体材料进行各种性能指标测试的一系列方法和工具的集合。

掌握这些测试技术，可以对半导体材料的质量和性能进行准确分析，为电子器件的研发和生产提供有力的支撑。