硅中E_c-O.18eV铜能级的单轴应力深能级瞬态谱研究
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以下是深能级瞬态谱仪的一般操作流程:1. 样品准备将待研究的半导体样品切割成合适的尺寸,并进行表面处理,以确保良好的电学接触。
能级瞬态谱实验目的:1.了解掌握P —N 结在不同偏压下载流子对杂质深能级的填充过程,以及偏压变化的瞬态过程中载流子的发射。
2.学习P —N 结瞬态电容曲线簇的发射率窗口的数学方法。
3.掌握深能级及其杂质浓度,以及散射截面的计算方法。
一、概述深能级瞬态谱(Deep Level Transient Spectroscopy )是半导体领域研究和检测半导体杂质、缺陷深能级、界面态等的重要技术手段。
根据半导体P —N 结、金-半接触结构肖特基结的瞬态电容(△C~t )技术和深能级瞬态谱(DLTS )的发射率窗技术测量出的深能级瞬态谱,是一种具有很高检测灵敏度的实验方法,能检测半导体中微量杂质、缺陷的深能级及界面态。
通过对样品的温度扫描,给出表征半导体禁带范围内的杂质、缺陷深能级及界面态随温度(即能量)分布的DLTS 谱。
一、原理深能级是半导体禁带范围内,与靠近导带和价带的浅能级相比,处于较深能量状态的能级。
杂系缺陷产生的深能级分布在禁带中较宽的范围内,能起陷阱和复合中心以及发光中心的作用,对结电容和电导率也有影响,这种影响随温度而改变。
由浅施主(N d )和浅受主(N a )杂质提供的浅能级,由于其电离能低,离化后提供的载流子浓度高,决定了半导体的电导率和结电容,除在77K 以下的极低温度范围,其对电导率和结电容的影响基本不随温度变化。
1、深能级及其发射和俘获作用深能级具有发射和俘获电子和空穴的作用,深能级的发射和俘获过程是DLTS 测量的基础,伴随深能级上电子和空穴的发射和俘获过程结电容具有瞬态变化特性。
深能级(E t )上单个电子向导带发射率为:⎟⎠⎞⎜⎝⎛−−=kT E E N v e t c c th n N exp σ (1)深能级(E t )上单个空穴向价带的发射率为:⎟⎠⎞⎜⎝⎛−−=kT E E N v e vtv th P p exp σ (2)式中n σ和P σ为E t 能级电子和空穴的俘获界面;th v 为电子的热运动速度;N c 和N v 为导带和价带的态密度;k 为波尔兹曼常数;T 为温度(K )。
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。
深能级瞬态谱深能级瞬态谱(Deep Level Transient Spectroscopy)是半导体领域研究和检测半导体杂质、缺陷深能级、界面态等的重要技术手段。
根据半导体P-N 结、金-半接触结构肖特基结的瞬态电容(△C~t)技术和深能级瞬态谱(DLTS)的发射率窗技术测量出的深能级瞬态谱,是一种具有很高检测灵敏度的实验方法,能检测半导体中微量杂质、缺陷的深能级及界面态。
通过对样品的温度扫描,可以给出表征半导体禁带范围内的杂质、缺陷深能级及界面态随温度(即能量)分布的DLTS 谱。
DLS-83D集成多种全自动的测量模式及全面的数据分析,可以确定杂质的类型、含量以及随深度的分布,也可用于光伏太阳能电池领域中,分析少子寿命和转化效率衰减的关键性杂质元素和杂质元素的晶格占位,确定是何种掺杂元素和何种元素占位影响少子寿命。
该仪器测量界面态速度快,精度高,是生产和科研中可广为应用的测试技术。
主要特点•探测灵敏度高•可直接求出界面态按能量的分布•可分别测定界面态能级和体内深能级•可分别测定俘获截面与能量、温度的关系性能指标•温度范围:20K ~ 320K•温度稳定性:0.1K•温度精度:< 1K 或 1%•测试电容:1 ~ 10000pF•电容灵敏度:2*10-5pF•相角稳定性:0.001°•检测灵敏度:<1010atoms/cm3应用领域•检测Si、ZnO、GaN等半导体材料中微量杂质、缺陷的深能级及界面态•产品型号:DLTS•参考价格:面议•厂商性质:一般经销商•产地:美国• 3I 指数:404仪器简介:美国高分辨深能级瞬态谱仪是半导体领域研究和检测半导体杂质、缺陷深能级、界面态等的重要技术手段!测试功能:电容模式、定电容模式、电流模式、(双关联模式)、光激发模式、FET分析、MOS分析、等温瞬态谱、Trap profiling、俘获截面测量、I/V,I/V(T) 、C/V, C/V(T) 、TSC/TSCAP 、光子诱导瞬态谱、DLOS;测试根据半导体P-N结、金-半接触结构肖特基结的瞬态电容(△C~t)技术和深能级瞬态谱的发射率窗技术测量出的深能级瞬态谱,是一种具有很高检测灵敏度的实验方法,能检测半导体中微量杂质、缺陷的深能级及界面态。